ヴェネラ

ベネラ着陸地点の位置。赤い点は表面からの画像を送信した地点、中央の黒い点は表面サンプル分析の地点を示しています。地図はパイオニア・ビーナス・オービターとマゼランの地図に基づいています。

ベネラ（ロシア語：Вене́ра、[vʲɪˈnʲɛrə] 「ヴィーナス」と発音）計画は、1961年から1984年の間にソビエト連邦が金星に関する情報を収集するために開発した一連の宇宙探査機でした。

2機のベネラ・ハレー探査機を含む13機の探査機が金星の大気圏への突入に成功しました。そのうち10機は金星の表面に着陸することに成功しました。過酷な環境のため、探査機は表面で23分から2時間という短い時間しか生存できませんでした。[1]

ベネラ計画は、宇宙探査における数々の先例を確立しました。その中には、他の惑星の大気圏に突入した最初の人工装置（1966年3月1日のベネラ3号）、他の惑星に軟着陸した最初の装置（ 1970年12月15日のベネラ7号）、他の惑星の表面から画像を送信した最初の装置（ 1975年6月8日のベネラ9号）、他の惑星の音を記録した最初の装置（ 1981年10月30日のベネラ13号）、そして高解像度のレーダーマッピングスキャンを実行した最初の装置（ 1983年6月2日のベネラ15号）などがあります。

ベネラ探査機

ベネラ1号と2号

宇宙飛行記念博物館にあるベネラ1号の実物大模型

ソ連による最初の金星フライバイ探査機の試みは1961年2月4日に打ち上げられましたが、地球周回軌道を離脱できませんでした。当時のソ連の方針に従い、失敗したミッションの詳細を発表しないという方針に従い、この打ち上げは「チャジェリ・スプートニク」（「重い衛星」）という名前で発表されました。これはベネラ1VAとしても知られています。[2]

ソ連の他の惑星探査機と同様に、後期型は2機ずつ打ち上げられ、最初の探査機の直後に2機目の探査機が打ち上げられました

ベネラ1号とベネラ2号は、軌道に入らずに金星を通過することを目的としていました。ベネラ1号は1961年2月12日に打ち上げられました。探査機のテレメトリは打ち上げから7日後に故障しました。金星から10万km（62,000マイル）以内を通過したと考えられており、現在も太陽中心軌道上にいます。ベネラ2号は1965年11月12日に打ち上げられましたが、地球軌道を離れた後にテレメトリの故障に見舞われました。

1960年代初頭には、ソビエト連邦によって金星フライバイ探査機の失敗例がいくつか打ち上げられましたが、[3] [4]当時は惑星探査ミッションとして発表されていなかったため、正式に「ベネラ」の名称は付与されませんでした。

ベネラ3号から6号

ベネラ3号から6号の探査機も同様でした。重量約1トンで、モルニヤ型ブースターロケットで打ち上げられ、巡航バスと球形の大気圏突入探査機を搭載していました。探査機は大気圏の測定に最適化されていましたが、特別な着陸装置は備えていませんでした。機能を維持したまま地表に到達することが期待されていましたが、最初の探査機はほぼ瞬時に故障し、地球へのデータ送信が不可能になりました。

ベネラ3号は1966年3月1日に不時着し、他の惑星の表面に衝突した最初の人工物となりました。しかし、宇宙船のデータプローブが大気圏突入時に故障したため、このミッションでは金星大気圏内のデータは取得されませんでした。

1967年10月18日、ベネラ4号は他の惑星の大気を測定した最初の宇宙船となりました。この宇宙船は、金星の大気の主要ガスが二酸化炭素であることを初めて示しました。 [ 5]ソ連は当初、宇宙船が無傷で表面に到達したと主張しましたが、到着翌日に金星を通過したアメリカのマリナー5号宇宙船の大気掩蔽データを含む再解析により、金星の表面気圧は75～100気圧であり、ベネラ4号の25気圧の船体強度をはるかに上回っていることが示され、主張は撤回されました。

ソ連は、探査機が地表に到達する前に押しつぶされることを認識し、大気圏探査機としてベネラ5号とベネラ6号を打ち上げました。大気圏突入前に搭載物のほぼ半分を投棄するように設計されたこれらの探査機は、バッテリーが切れるまでパラシュートでゆっくりと降下しながら、それぞれ53分と51分のデータを記録しました。

その頃、金星に液体の水が存在する可能性は低いことが次第に知られるようになりましたが、ソ連のベネラ探査機の設計では、1964年まで水上着陸の可能性が考慮されていました。[6] : xiii 

ベネラ7号

VDNKhコスモスパビリオンにあるベネラ7号着陸機の模型

1970年8月に打ち上げられたベネラ7号探査機は、金星の表面環境に耐え、軟着陸できるように設計された最初の探査機でした。生存を確実にするために過剰に設計されたため、搭載されている実験装置はほとんどなく、内部の配電盤の故障により「温度送信」位置で動かなくなってしまったため、ミッションからの科学的成果はさらに制限されました。それでも、制御科学者は、最初の直接表面測定から得られた465℃（869℉）の温度データから圧力（90気圧）を外挿することに成功しました。ベネラ4号から7号の探査機によるドップラー測定は、金星の大気（スーパーローテーション）に最大100メートル/秒（330フィート/秒、362km/h、225mph）の高速帯状風が存在するという最初の証拠でした。ベネラ7号は、取得した圧力と温度のデータに加えて、大気の組成も測定しました。[7] [5]

ベネラ7号のパラシュートは、地表に非常に近い場所に着陸する直前に故障しました。秒速17メートル（56フィート/秒）の速度で衝突し、転倒しましたが、無事でした。このためアンテナの位置ずれが発生し、無線信号は非常に弱くなりましたが、バッテリーが切れるまでさらに23分間（温度テレメトリで）検出されました。こうして、1970年12月15日、ベネラ7号は金星の表面からデータを送信した最初の人工探査機となりました。

ベネラ8号

1972年に打ち上げられたベネラ8号には、地表を調査するための科学機器（ガンマ線分光計など）が搭載されていました。ベネラ7号と8号の巡航バスは、ゾンド3号ミッションまで上昇する設計で、以前のものと似ていました。着陸機は降下中にデータを送信し、太陽光の下で着陸しました。光のレベルを測定しましたが、カメラは搭載されていませんでした。約1時間にわたってデータを送信しました

ベネラ9号から12号

KTDU-425ベネラ9号から16号まで使用された液体燃料エンジン
金星表面に着陸したベネラ10号着陸船の想像図

失敗したコスモス482号の後、1975年のベネラ9号と10号、そして1978年のベネラ11号と12号は異なる設計でした。重量は約5トンで、強力なプロトンブースターによって打ち上げられました。これらには、金星軌道に減速して突入するためのエンジンと、突入探査機の通信の受信機と中継機として機能する転送・中継バスが含まれていました。突入探査機は、球状の熱シールドでバスの上部に取り付けられていました探査機は、電子機器を大気圧と熱からできるだけ長く保護するための球状の区画を含む、珍しい設計で表面での活動に最適化されていました。その下には、着陸用の衝撃吸収「クラッシュリング」がありました。圧力球の上には、円筒形のアンテナ構造と、アンテナに似ていますが実際にはエアロブレーキである幅広の皿状の構造がありました。探査機は表面で最低30分間活動するように設計されていました。搭載機器はミッションごとに異なりましたが、カメラや大気・土壌分析装置などが含まれていました。4機の着陸機すべてで、カメラのレンズキャップの一部またはすべてが外れないという問題が発生しました。

ベネラ9号着陸機は少なくとも53分間活動し、2台のカメラのうち1台で写真を撮影しましたが、もう1台のレンズキャップは外れませんでした。これらは他の惑星の表面で撮影された最初の写真でした

ベネラ10号着陸機は少なくとも65分間稼働し、2台のカメラのうち1台で写真を撮影したが、もう1台のレンズキャップは外れなかった。

ベネラ11号着陸機は少なくとも95分間稼働しましたが、どちらのカメラのレンズキャップも外れませんでした。

ベネラ12号着陸機は少なくとも110分間稼働しましたが、どちらのカメラのレンズキャップも外れませんでした。

ベネラ13号と14号

ベネラ着陸機の模型

ベネラ13号と14号（1981～1982年）には、ほとんどの計測機器と電子機器を搭載した降下機／着陸機と、通信中継機として使用されたフライバイ宇宙船が搭載されていました。設計は、以前のベネラ9～12号着陸機と似ていました。着陸後、地面と大気の科学的測定を行うための機器を搭載しており、カメラ、マイク、ドリルと表面サンプラー、地震計などが含まれていました。また、金星の大気圏を通過する降下段階での放電を記録する機器も搭載されていました

2機の降下機は、フェーベ地域として知られる高地の東側延長部のすぐ東、約950km（590マイル）離れた場所に着陸しました。ベネラ13号着陸機は127分間、ベネラ14号着陸機は57分間生存しましたが、設計寿命はわずか32分でした。ベネラ14号は、表面圧縮性試験アームの真下でカメラのレンズキャップを排出するという不運に見舞われ、表面ではなくレンズキャップの圧縮性に関する情報を返しました。降下機は、金星を通過する際にデータ中継として機能するバスにデータを送信しました。

ベネラ15号と16号

ベネラ15号/16号によって取得されたレーダー地形図

1983年のベネラ15号と16号は、以前の探査機と同様に周回ミッションでしたが、突入探査機は表面画像レーダー装置に置き換えられました。金星の濃い雲を貫通するにはレーダー画像撮影が必要であり、両方のミッションには同一の合成開口レーダー（SAR）と電波高度計システムが搭載されていました。SARシステムはミッションの地図作成作業において非常に重要であり、1～2キロメートル（0.6～1.2マイル）の解像度で金星の表面を捉えるための8ヶ月間の運用ツアーが行われました。[8]システムが電波高度計モードに切り替えられると、アンテナは8センチメートルの波長帯で動作し、0.67ミリ秒周期で金星表面から信号を送受信しました

その結果、金星北半球表面の反射率分布の詳細な地図が得られました。直線距離の測定値は91キロメートルから182キロメートルの範囲でした。ソ連の双子の宇宙船は、ほぼ極楕円軌道を飛行し、主ミッションの終了までに北半球の大気の上半分（北極から北緯30度まで、約1億1500万平方キロメートルまたは7100万平方マイル）の地図作成に成功しました。高度計は50メートル（164フィート）の高さ分解能で地形データを提供し、東ドイツの機器は地表温度の変化を地図に描きました。[9]

ベガ探査機

1984年に打ち上げられた金星とハレー彗星1/Pを探査したベガ（キリル文字：ВеГа）探査機も、このベネラの基本設計を採用しており、着陸機だけでなく、約2日間データを中継した大気球も含まれていました。「ベガ」は「ベネラ」（ロシア語で金星）と「ガレイ」（ロシア語でハレー）を組み合わせた造語です。

将来

ベネラD

ベネラDは、高性能な周回衛星と着陸機を含む金星探査ミッションの提案です。金星に運ばれる総質量の観点から、打ち上げに最適な時期は2026年と2031年です。[10]しかし、2021年3月現在、ベネラDの打ち上げは2029年11月以降に予定されています。[11]ベネラDには、気球、プラズマ測定用の子衛星、または着陸機上の長寿命（24時間）表面ステーションなど、NASAのコンポーネントが組み込まれる可能性があります。[12] [13] [14]

科学的発見

金星の表面、あるいは地球以外の惑星の初めての画像。ベネラ9号着陸船によって撮影された最初の鮮明なパノラマ画像。この画像は、1975年10月22日の着陸船の53分間の寿命中に地球に送られました。360度の画像を意図していましたが、2台目のカメラのレンズキャップが開かなかったため、この180度のパノラマ画像となりました

ベネラ探査機によって取得されたデータからは多くの科学的発見があり、金星を理解する上で極めて重要となりました。ベネラ探査機は、金星の表面と大気に関する直接的なデータを提供するとともに、金星の厳しい環境下における電子機器の寿命に関する重要な情報も提供しました。ベネラ4号は、金星初の成功した探査機であり、CO2が金星の大気の主成分であることを示しました。 [ 15 ] [5]ベネラ7号は、温度と圧力のデータのほか、大気の組成を発見しました。 [5] [16] ベネラ8号は、ガンマ線分析により、表面のK、U、Thを測定しました。[5]ベネラ9号は、金星の表面の最初の画像と、さらなるガンマ線分析を提供しました。[17]金星の表面の最初の画像を地球に送り返すことにより、ベネラミッションは、科学者に成果を一般大衆に伝える機会を提供しました。ベネラ13号は、金星表面の最初のカラー画像とX線蛍光データを提供しました。ベネラ15号と16号から返されたレーダー画像を分析した結果、金星表面の尾根と溝は地殻変動によるものであると結論付けられました。[18]これは軌道上でのレーダー画像撮影によって発見されました。短い寿命ではありましたが、ベネラ探査機はそれぞれ、私たちの姉妹惑星に関する重要な理解を深めました。

ベネラ探査機の種類

ベネラ計画の探査機の種類[19]
型式種類最初の
打ち上げ		最後の
打ち上げ		ミッション
（成功／
合計）		打ち上げ
機		質量装備
1VA衝突 1961年2月4日1961年2月12日0 / 2モルニヤ643.5 kg (1,419 lb)科学機器5台
2MV -1フライバイおよび大気探査機1962年8月1962年9月1日0 / 2モルニヤ1,097 kg (2,418ポンド)科学機器11個
2MV-2フライバイ1962年9月12日1962年9月12日0 / 1モルニヤ890 kg (1,960ポンド)科学機器10個
3MV -1
と1A		1964年2月1964年4月2日0 / 3モルニヤ948 kg (2,090ポンド) と
800 kg (1,800ポンド) (1A)		科学機器10個
3MV-41965年11月12日1965年11月23日0 / 2モルニヤ-M963 kg (2,123ポンド)科学機器11個
3MV-3大気探査機
と着陸機		1965年11月16日1965年11月16日0 / 1モルニヤ-M958 kg (2,112ポンド)科学機器10個
1V1967年6月12日1967年6月17日1 / 2モルニヤ-M1,106 kg (2,438ポンド)科学機器8台
2V1969年1月5日 1969年1月10日 2/2モルニヤ-M1,130 kg (2,490ポンド)科学機器8台
3V1970年8月17日1972年3月31日2/4モルニヤ-M1,180 kg (2,600ポンド)科学機器5台または9台
4V -1
および1M		探査機と着陸機1975年10月22日1981年11月4日 6/6プロトンK4,363 kg (9,619ポンド)
5,033 kg (11,096ポンド)		16基と21基の科学機器
4V-2号周回衛星1983年6月2日 1983年6月7日 2/2プロトンK5,250 kg (11,570ポンド)
5,300 kg (11,700ポンド)		レーダー付き科学機器7基

すべてのベネラミッションの飛行データ

名称型式ミッション打ち上げ到着生存時間（分）結果画像着陸機の座標
ベネラ1VA 1号1VA 1号衝突機1961年2月4日——地球周回軌道離脱失敗—
ベネラ1号1VA 2号衝突機1961年2月12日——金星への途中で通信が途絶えた
—
ベネラ 2MV-1 1号2MV-1 1号大気探査機1962年8月25日——脱出段が故障。3日後に再突入
—
ベネラ 2MV-1 2号2MV-1 2号大気探査機1962年9月1日——脱出段が故障。5日後に再突入—
ベネラ 2MV-2 1号2MV-2 1号フライバイ1962年9月12日——第3段が爆発。宇宙船は破壊された—
ベネラ 3MV-1 2号3MV-1 2号フライバイ1964年2月19日——駐機軌道に到達せず—
コスモス27号3MV-1 3号フライバイ1964年3月27日——脱出段が故障—
ベネラ2号3MV-4号 4号フライバイ1965年11月12日——到着直前に通信途絶
—
ベネラ3号3MV-3号 1号大気探査機1965年11月16日——大気圏突入直前に通信途絶。これは1966年3月1日（墜落事故）に他の惑星に着陸した最初の人工物であった。推定着陸領域：北緯-20度～20度、東経60度～80度—
コスモス96号3MV-4号 6号大気探査機1965年11月23日——地球周回軌道を離脱できず、大気圏に再突入した。一部の研究者は1965年12月9日にアメリカ合衆国ペンシルベニア州ケックスバーグ近郊に墜落したと考えており、この事件はUFO研究者の間で「ケックスバーグ事件」として知られるようになった。地球周回軌道を離脱しなかったすべてのソビエト宇宙船は、その目的に関わらず、慣例的に「コスモス」と改名された。この名前は、地球周回軌道に到達することを目指し、実際に到達した他のソビエト/ロシアの宇宙船にも与えられている。—
ベネラ4号4V-1 No.310大気探査機1967年6月12日1967年10月18日—他の惑星の大気圏に突入し、データを返送した最初の探査機。表面からの送信は行わなかったものの、探査機による惑星間通信はこれが初めてであった。北緯19度、東経38度付近に着陸した。
—
コスモス1674V-1 No.311大気探査機1967年6月17日——脱出段階失敗、8日後に再突入—
ベネラ5号2V (V-69) 330号大気探査機1969年1月5日1969年5月16日53*地表から26キロメートル（16マイル）以内で圧力により押しつぶされる前に、大気データの送信に成功。南緯3度、東経18度に着陸。—
ベネラ6号2V (V-69) 331号大気探査機1969年1月10日1969年5月17日51*地表から11キロメートル（6.8マイル）以内で圧力により押しつぶされる前に、大気データの送信に成功。南緯5度、東経23度に着陸。—
ベネラ7号4V-1 630号着陸機1970年8月17日1970年12月15日23宇宙船による惑星外への最初の着陸成功、そして惑星表面からの最初の通信。熱と圧力に耐えきれず、23分間生存した。
南緯5度351度東経5度351度/-5; 351
コスモス359号3V (V-70)着陸機1970年8月22日——脱出段失敗。楕円軌道に到達[20]——
ベネラ8号4V-1号 670号着陸機1972年3月27日1972年7月22日50南緯10.70度、東経335.25度の半径150キロメートル（93マイル）以内に着陸した。南緯10度 東経335度 / 南緯10度 東経335度 / -10; 335
コスモス482号3V (V-72)号 671号探査機1972年3月31日——脱出段は金星横断軌道投入中に爆発し、一部は地球に再突入し、残りは2025年5月に地球の大気圏に再突入するまで地球周回軌道上に留まりました[20]——
ベネラ9号4V-1号 660号周回機と着陸機1975年6月8日1975年10月22日53金星表面の最初の（白黒）画像を送信しました。北緯31.01度、東経291.64度の半径150キロメートル（93マイル）以内に着陸しました。
北緯31度 東経291度 / 北緯31度 東経291度 / 31; 291
ベネラ10号4V-1号 661号周回機と着陸機1975年6月14日1975年10月25日65北緯15.42度、東経291.51度の半径150キロメートル（93マイル）以内に着陸しました。
北緯15度42分、東経291度51分 / 北緯15.700度、東経291.850度 / 15.700; 291.850
ベネラ11号4V-1号 360号フライバイと着陸機1978年9月9日1978年12月25日95着陸機は到着しましたが、画像システムは故障しました。南緯14度、東経299度 / 南緯14度、東経299度 / -14; 299
ベネラ12号4V-1号フライバイと着陸機1978年9月14日1978年12月21日110着陸機は雷と思われるものを記録しました。南緯7度 東経294度 / 南緯7度 東経294度 / -7; 294
ベネラ13号4V-1号 760号フライバイと着陸機1981年10月30日1982年3月1日127金星表面の初のカラー画像を送信し、分光計を用いて土壌サンプル中にリューサイト玄武岩を発見しました。南緯7度5分 東経303度00分 / 南緯7.083度 東経303.000度 / -7.083; 303.000
ベネラ14号4V-1号 761号フライバイと着陸機1981年11月4日1982年3月5日57土壌サンプルから、ソレアイト質玄武岩（地球の中央海嶺で見られるものと同様のもの）が明らかになりました。南緯13度25分 東経310度00分 / 南緯13.417度 東経310.000度 / -13.417; 310.000
ベネラ15号4V-2号 860号周回衛星1983年6月2日1983年10月10日—ベネラ16号と共に、北半球を北から30度まで地図化（解像度1～2km）—
ベネラ16号4V-2号周回衛星1983年6月7日1983年10月14日—ベネラ15号と共に、北から30度まで北半球を地図化（解像度1～2km）—
ベガ1号5VK号 902号フライバイおよび着陸機1984年12月15日1985年6月11日—ベガ計画の一環です。この探査機はハレー彗星へ向かっていました。大気圏突入時に表面の機器が早期に作動を開始し、着陸機は故障しました。北緯7度5分 東経177度07分 / 北緯7.083度 東経177.117度 / 7.083; 177.117
ベガ2号5VK No. 901フライバイと着陸機1984年12月21日1985年6月15日56ベガ計画の一環として、この探査機はハレー彗星へ向かっていました。南緯8度5分 東経177度07分 / 南緯8.083度 東経177.117度 / -8.083; 177.117

参照

参考文献

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  19. ^ Huntress et al. p. 49-266 op. cit. リンク修復が必要です
  20. ^ ab 「コスモス482：ソビエト時代の宇宙船は地球の大気圏に再突入した可能性が高い」www.bbc.com 2025年5月10日2025年6月23日閲覧
ウィキメディア・コモンズには、ベネラ計画に関連するメディアがあります。
  • ソビエトによる金星探査
  • ソビエトによる金星画像カタログ
  • ベネラ9号、10号、13号、14号による金星表面の画像
  • ラリー・クラース著『ソビエトと金星』、1993年
  • ベネラ - 宇宙百科事典
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