هبط المسبار السوفيتي فينيرا 13 على كوكب الزهرة في الأول من مارس عام 1982. ونجا المسبار لمدة 127 دقيقة في ظروف كان من المفترض أن تدمره في حوالي 32 دقيقة. وصلت درجة حرارة السطح إلى 457 درجة مئوية. وكان الضغط الجوي يعادل 89 مرة ضغط الأرض عند مستوى سطح البحر. ومع ذلك، أرسلت المعدات أول صور فوتوغرافية ملونة لكوكب آخر على الإطلاق.
صمم مهندسون من مكتب NPO Lavochkin الوحدة بجدران سميكة لتحمل الضغط. تلقى الجزء الداخلي عزلًا حراريًا وتم تبريده مسبقًا قبل الهبوط. سمح هذا المزيج للأنظمة الإلكترونية بالعمل لفترة أطول من المتوقع. تجاوزت النتيجة التوقعات الأولية بأربع مرات.
التحدي الهندسي للبقاء على قيد الحياة على كوكب الزهرة
يتكون الغلاف الجوي لكوكب الزهرة بشكل رئيسي من ثاني أكسيد الكربون. تنتشر سحب حمض الكبريتيك على ارتفاعات عالية. الحرارة الشديدة تذيب المعادن مثل الرصاص والزنك. ويسحق الضغط الهياكل المشتركة، على غرار ما يحدث على عمق ألف متر تقريبًا في محيطات الأرض.
- تم بناء مركبة الهبوط كحاوية مضغوطة ذات جدران سميكة
- العزل الحراري يؤخر التسخين الداخلي بعد التبريد المسبق
- تعمل الكاميرات والذراع الميكانيكية بينما تخترق الحرارة ببطء
- حدث نقل البيانات إلى السفينة التي تمر في سماء المنطقة
- تم إجراء تحليل عينة التربة في غرفة داخلية مغلقة
سمحت هذه الحلول التقنية للمعدات بجمع بيانات قيمة. ولم يتمكن أي مسبار آخر من تكرار أداء Venera 13 منذ ذلك الحين.
تفاصيل الهبوط والعمليات السطحية
وسقط فينيرا 13 على سهل صخري شرق منطقة فيبي ريجيو، عند خط عرض 7.5 درجة جنوبا وخط طول 303 درجة شرقا. لمست الوحدة الأرض بسرعة تتراوح بين 7 و 8 أمتار في الثانية. بعد وقت قصير من الهبوط، تم إخراج أغطية العدسات. بدأت الكاميرات بمسح التضاريس.
وكانت الشمس حوالي 54 درجة فوق الأفق في ذلك الوقت. فقط 2.5% من ضوء الشمس يصل إلى السطح بسبب كثافة الغلاف الجوي. كان للبيئة نغمات صفراء برتقالية شديدة. وأظهرت الصور صخورًا مسطحة ومنتشرة على تربة رقيقة داكنة.
قام الذراع الآلي بتمديد وجمع المواد من السطح ووضعها في غرفة داخلية يتم الحفاظ عليها عند درجة حرارة 30 درجة مئوية وضغط منخفض. وقام مطياف مضان الأشعة السينية بتحليل العينة. أشارت النتائج إلى وجود صخور تشبه البازلت وتحتوي على نسبة عالية من البوتاسيوم.
الصور المرسلة وما كشفته
التقطت كاميرات القياس عن بعد صورًا بانورامية بتسلسلات أحادية اللون باستخدام مرشحات حمراء وخضراء وزرقاء. قام المهندسون على الأرض بدمج البيانات لتكوين صور ملونة. في المجمل، تم بث 11 صورة بانورامية كاملة وعشرة صور جزئية خلال 127 دقيقة من التشغيل.
وأظهرت الصور تضاريس بها صخور مسطحة وتربة داكنة وأفق مرئي. ظهرت أجزاء من الوحدة نفسها في المقدمة، بما في ذلك ذراع الحفر أثناء العمل. وأظهرت حبيبات التربة الصغيرة حركة خفية، مما يدل على نسيم خفيف.
تظل هذه الصور هي الصور الفوتوغرافية الملونة الوحيدة لسطح كوكب الزهرة التي حصلت عليها أي مهمة. أرسلت فينيرا 9 و10، في عام 1975، صورًا بالأبيض والأسود فقط. ولم يهبط أي مسبار على الكوكب منذ الثمانينات.
تحليل التربة وجمع البيانات العلمية
تم تصنيف العينة التي تم جمعها بواسطة Venera 13 على أنها جابرو قلوية ميلانوقراطية. تشبه المادة البازلت الأرضي الغني بالبوتاسيوم. ساعد التحليل في فهم تكوين القشرة الزهرية. وعثرت مركبة فينيرا 14، التي هبطت بعد أربعة أيام على بعد حوالي 950 كيلومترًا، على تركيبة مختلفة قليلًا.
وبالإضافة إلى الصور، سجلت البعثة أصوات رياح الزهرة وتأثيرها على الأرض. قامت الوحدة أيضًا بقياس درجة الحرارة والضغط المحلي. استكملت هذه البيانات المعرفة حول البيئة المعادية.
نتجت مدة المهمة الممتدة عن هامش هندسي محافظ وظروف أكثر ملاءمة قليلاً في الموقع المحدد. عمل العزل الحراري بشكل أفضل من المتوقع. يحافظ التبريد المسبق الأولي على المكونات في درجة حرارة التشغيل لفترة أطول.
المقارنة مع بعثات فينيرا الأخرى
هبطت فينيرا 14 في 5 مارس 1982 وعملت لمدة 57 دقيقة. على الرغم من أنها مبنية بمواصفات مماثلة، إلا أن الاختلافات في الموقع تفسر التباين في الأداء. أثرت التغيرات الصغيرة في التوصيل الحراري للتربة ودرجة الحرارة المحلية على النتيجة.
أرسلت المهمات السابقة مثل Venera 9 و10 أيضًا صورًا، ولكن بدون ألوان. يمثل Venera 13 و14 تقدمًا كبيرًا في قدرة النقل وجودة الصورة. لقد كانت بمثابة تتويج لبرنامج استكشاف كوكب الزهرة السوفييتي.
لم تكرر أي وكالة فضاء إنجاز الهبوط والعملية المطولة على سطح كوكب الزهرة في العقود التالية. تواجه المشاريع المستقبلية نفس التحديات المتمثلة في الحرارة والضغط والتآكل الكيميائي.
تراث المهمة السوفيتية
أظهر Venera 13 أنه من الممكن الحصول على بيانات مباشرة من بيئة قاسية. فتحت الصور الملونة نافذة بصرية فريدة على الكوكب المجاور. وبعد مرور أكثر من أربعة عقود، لا تزال هذه الصور مرجعًا للدراسات المتعلقة بكوكب الزهرة.
ولا تزال مركبة الهبوط في مكانها، معرضة لظروف تؤدي إلى تدهورها ببطء. يسلط إنجاز المهندسين السوفييت الضوء على القدرة على تصميم المعدات ذات الحدود المادية الشديدة. يعزز النجاح غير المتوقع أهمية الهوامش المحافظة في المهام بين الكواكب.
يستعين الباحثون ببيانات Venera 13 للتخطيط للاستكشافات المستقبلية. يعد السجل التاريخي للمهمة بمثابة أساس لفهم الصعوبات الهندسية على الكواكب ذات الأجواء الحارة والكثيفة.