金星特快車

金星快車（Venus Express，VEX），是歐洲方面的首次對金星探勘任務，名稱來源於定義、準備和發射該任務僅用了很短時間。主要承包商是法國圖盧茲市的伊茲・阿斯特瑞姆公司。發射日期是 2005 年 11 月 9 日。發射器是歐洲 / 俄羅斯聯合公司斯塔瑞森（Starsem）製造的聯盟號飛船。發射質量 1270 千克，包括 93 千克軌道器有效載荷和 570 千克燃料。軌道器裝置包括：金星監視照相機、空間等離子體和活性原子分析器等。宇宙飛船由位於德國達姆施塔特市的歐洲太空控制中心操縱。

2006 年 4 月 11 日，歐洲空間局宣佈，格林尼治時間 8 時 07 分，金星快車完成減速過程，順利首次進入環金星橢圓形軌道。

4 月 14 日，歐洲空間局公佈了金星快車傳回的首批金星影像。這些金星南極地區的圖片是探測器 4 月 12 日在距離金星 20 萬公里的環金星橢圓形軌道上由 “紫外線、可見光和近紅外線成像分光計” 和 “金星監測照相機” 拍攝的。

6 月 27 日，歐洲空間局宣佈，科學家對金星快車發回的資料進行分析後確認，金星南極上空大氣中存在著奇怪的雙漩渦。

2014 年 11 月可能沒有燃料而墜至金星，雖然曾於 11 月 23 日和 11 月 30 日嘗試提高軌道高度但都失敗了，2014 年 12 月 16 日宣佈任務結束。

歷史

這個任務在 2001 年提出企劃，是重用火星特快車的計畫提出的。但是，一些任務上的特性導致設計上的變化：主要在熱工控制、通訊和電力等領域。例如，火星至太陽的距離幾乎是金星的兩倍，輻射對金星特快車的加熱四倍於火星特快車；同時，電離輻射的環境也更加嚴酷。另一方面，太陽能板會在更強的光照條件下提供電力。金星特快車任務使用了一些為羅塞塔太空船開發的備用儀器。這個任務的企劃是由 D. Titov（德國）、E. Lellouch（法國）和 F. Taylor（聯合王國）共同提出的。

金星特快車的發射視窗開啟的時間在 2005 年 10 月 23 至 26 日，它的發射日期最初訂為 2005 年 10 月 26 日 4:43（UTC。然而，為了檢查及清理出從 Fregatg 上層的絕緣體掉落至太空船上的小碎片的問題，導致發射延後了兩週。最後，它終於在 2005 年 11 月 9 日 3:33:34UTC 從哈薩克斯坦的拜科努爾航太發射場使用聯盟 - FG/Fregat 火箭發射，l 小時 36 分後進入在地球軌道上的轉換軌道再發射前往金星的軌道。在 2005 年 11 月 11 日成功地進行第一次機動的軌道校正。它在航行了 153 天之後，於 2006 年 4 月 11 日抵達金星，在 SCET07:10:29 和 08:00:42UTC 兩度點燃主引擎，減緩它的速度，以便金星的重力可以捕獲它，進入，週期 9 天的軌道。ESA 在德國達姆施塔特的控制中心，ESOC，監控了這次的點燃。

進一步的軌道控制七度點燃引擎，兩次主引擎和五次加速器，以進入週期為 24 小時的環繞金星軌道。

金星特快車在 2006 年 5 月 7 日 UTC 進入目標軌道，當時太空船與地球的距離是。在此時，太空船執行的橢圓軌道比最初執行的軌道更為接近行星。極軌道的範圍介於金星上空，近點幾乎就在北極點（北緯 80 度），以 24 小時的週期環繞這顆行星。

金星特快車在軌道上研究金星的大氣層和雲的細節、電漿環境和表面特徵，它也製作金星表面溫度的全球地圖。它原始的任務是在軌道上持續觀測 500 個地球日（大約 2 金星日），但已經三度延展其任務，分別是在 2007 年 2 月 28 日至 2009 年 5 月初、然後是 2009 年 2 月 4 日至 2009 年 12 月 31 日，最後是在 2009 年 10 月 7 日至 2012 年 12 月 31 日。

在 2010 年 11 月 22 日，任務時間又被延長至 2014 年。在 2013 年 6 月 20 日，又被延展至 2015 年，又額外的多工作約 500 地球日。

在 2014 年 11 月 28 日，控制中心與金星特快車失去了聯絡。在 2014 年 12 月 3 日又建立起間歇的聯絡，但是依然沒有法控制這艘太空船，而且燃料可能已經用罄。在 2014 年 12 月 16 日，ESA 宣佈金星特快車的任務已經結束。雖然依然可以收到太空船的載波訊號，但是沒有傳輸任何資料。任務經理派翠克．馬丁預測太空船在 2015 年 1 月初的軌道會低於，然後在 1 月底或 2 月初會遭到破壞。在 2015 年 1 月 18 日 ESA 收到太空船最後的載波訊號。

儀器

ASPERA-4：是分析（"Analyzer）、太空（Space）、電漿（Plasmas）和激態原子（Energetic Atoms）等英文字首字母的所寫。"ASPERA-4" 研究在太陽風和金星大氣層的互動作用，確定電漿與大氣層撞擊的過程，確定電漿和中性氣體全球性的分佈，研究高能中性原子、離子和電子，與分析金星附近的其它環境。ASPERA-4 是設計用在火星特快車的 ASPERA-3 的再利用，但是適用於更嚴苛的金星環境。

VMC：是廣角、多頻道 CCD 的金星監視相機（Venus Monitoring Camera）。VMC 是專為金星全球影像設計的。它可以在可見光、紫外線、和近紅外光的範圍下操作，映射出表面的亮度分佈以尋找火山活動、監視氣輝分佈和在地氣層頂未知的紫外線吸收現象，和其他的科學觀測研究。它是由火星特快車的高解析度立體相機（HiRISE ）和羅塞塔號的光學、光譜和紅外遠端成像系統（OSIRIS）各一部分的組合。這個相機包括 FPGA 的預先處理影像系統，減少了需要傳送到地球的資料。負責 VMC 的共同合作機構包括馬克斯・普朗克太陽系研究所、德國航空航太中心的太陽系行星研究所、和布勞恩斯魏克技術大學的電腦和通訊網路工程研究所。不要與安裝在火星特快車的 VMC（Visual Monitoring Camera）混淆，它是從那而發展出來的。

2.1 磁強計

MAG：磁強計是設計來測量金星的磁場強度和它的方向，以及受到太陽風和金星自身的影響。它對映磁層鞘、磁層尾、電離層和磁勢壘的三維高解析，協助 ASPERA-4 研究太陽風與金星大氣層的互動作用，確認電漿區域的邊界和執行對行星的觀測（像是搜尋和鑑定金星的閃電）。MAG 是源自羅塞塔登陸器菲萊的儀器：ROMAP。

科學

3.1 金星的氣候

在行星系統的早期，有著與地球相似的大小和化學成分，但金星和地球的歷史有著壯觀的分流。希望金星特快車的資料能夠做出貢獻，不僅是對金星大氣層的構成獲得深入的理解，更希望能理解導致目前溫室大氣條件的變化。這種理解可能導致影響對地球氣候變化研究。

3.2 尋找地球的生命

金星快車也被用來從金星軌道觀察地球上的生命跡象。這個計畫得到的影像，地球的影像小於一個畫素，以模仿觀察其它太陽系行星的大小。這些觀察被用來發展研究系外行星適居性的方法。

重要的事件和發現

金星特快車的重要事件包括：

2005 年 8 月 3 日：金星特快車在法國圖盧茲的 Astrium 完成最後階段的測試。由一架安東諾夫安 - 124 貨機載運，飛經莫斯科於 8 月 7 日前抵達拜科努爾。
2005 年 8 月 7 日：金星特快車拜科努爾發射場的飛機場。
2005 年 8 月 16 日：完成首次飛行驗證實驗。
2005 年 8 月 22 日：綜合系統測試 - 3。
2005 年 8 月 30 日：成功啟動最後的主要系統測試。
2005 年 9 月 5 日：電器科學測試成功。
2005 年 9 月 21 日：進行燃料準備審查。
2005 年 10 月 12 日：與 Fregat 完成組合。
2005 年 10 月 21 日：檢查到有效酬載內部受到汙染，發射遭到擱置。
2005 年 11 月 5 日：安置在發射臺上。.

2005 年 11 月 9 日：於 03:33:34 UTC 從拜科努爾發射場發射。
2005 年 11 月 11 日：成功執行第一次機動修正彈道。
2006 年 2 月 17 日：主要發動機在抵達前的發射測試成功。
2006 年 2 月 14 日：成功執行第二次的彈道機動修正。
2006 年 3 月 29 日：為 4 月 11 日進入目標的軌道，成功執行第三次的彈道機動修正。
2006 年 4 月 7 日：在太空船上載入插入軌道的指令堆疊。
11 April 2006 年 4 月 11 日：根據下列的時程表成功完成金星軌道插入（Venus Orbit Insertion，VOI）：

:: 此初始軌道週期為 9 天。

2006 年 4 月 13 日：金星特快車釋出第一張影像。
2006 年 4 月 20 日：執行第一次降軌操作，軌道週期為 40 小時。
2006 年 4 月 23 日：執行第二次降軌操作，軌道週期為 25 小時 43 分。
2006 年 4 月 26 日：將之前的降軌程式略為修改，執行第三次降軌操作。
2006 年 5 月 7 日：在 13:31 UTC，金星特快車進入目標軌道。
2006 年 12 月 14 日：完成南半球的第一張溫度圖。
2007 年 2 月 27 日：歐洲太空總署同意延展基礎任務至 2009 年 5 月。
2007 年 9 月 19 日：原計畫任務結束（500 地球日），開始執行延展任務。
2007 年 11 月 27 日：在《科學》雜誌自然上發表一系列初步澳查結果的論文。他發現過去有海洋的證據，證實金存在著閃電，而且比地球上更為常見。它也發現在南極有巨大的雙極地渦漩。
2008 年 5 月 20 日：在 2008 年 5 月出刊的 天文與天體物理學報上報導金星特快車在金星大氣層中發現羥基（OH）。
2009 年 2 月 4 日：ESA 同意基礎任務再延長至 2009 年 12 月 31 日。
2009 年 10 月 7 日：ESA 同意基礎任務再延長至 2012 年 12 月 31 日。
2010 年 11 月 23 日：ESA 同意基礎任務再延長至 2014 年 12 月 31 日。
2011 年 8 月 25 日：報導金星的大氣層上層存在一層臭氧。
2012 年 10 月 1 日：報導在金星的大氣層中可能存在一層突然沉澱的低溫乾冰。
2014 年 6 月 18 至 7 月 11 日：成功的執行大氣剎車實驗。
2014 年 11 月 28 日：任務控制中心與金星特快車失去連繫。

2014 年 12 月 3 日：建立間歇性接觸，確定航太器可能缺乏推進劑。
2014 年 12 月 16 日：ESA 宣佈金星特快車的任務結束。
2015 年 1 月 18 日：最後一次接收到金星特快車 X 頻道的載波訊號。

進階讀物