Wenera 4

Wenera 4 ( wat Venus 4 beteken), ook bekend as 4V-1 No.310, is 'n Sowjetse ruimtetuig wat deel van hul Wenera-ruimteprogram was. Dit was ontwerp om die planeet Venus se oppervlakte te verken. Die sondeerder het bestaan uit die verbyvlugtuig en 'n landingstuig, wat ontwerp is om Venus se atmosfeer binne te dring en met 'n valskerm na die oppervlakte neer te daal. Die verbyvlugtuig het die landingstuig na Venus toe gedra en daar ook as 'n kommunikasie-herleier gedien.

In 1967 het Wenera 4 die eerste ruimtetuig geword wat daarin kon slaag om 'n ter plaatse analise van die samestelling van 'n ander planeet te doen en het die eerste chemiese ontleding van Venus se atmosfeer gedoen. Die ontleding het gewys dat die atmosfeer hoofsaaklik uit koolstofdioksied met 'n klein persentasie stikstof en minder as een persent suurstof tesame met waterdamp bestaan. Toe dit die atmosfeer van Venus binnegedring het, was dit die eerste ruimtetuig wat dit suksesvol gedoen het. Die tuig het ook 'n swak mageneetveld maar geen uitstraling veld gemeet nie. Die buitenste atmosferiese laag het baie min waterstof bevat en geen atomiese suutstof nie. Die tuig het die eerste metings gestuur wat aangedui het dat Venus buitengewoon warm was, dat sy atmosfeer baie meer dig is as wat verwag was en dat dit die meeste van sy water reeds lank terug verloor het.

 Ruimtetuig 
duimnael|links|190px|'n Model met 'n 1-meter diameter van die landingstuig van Wenera 4 in die Memorial Museum of Cosmonautics in Moskou

Die hoofdraer ruimtetuig was 3.5 m hoog, sy sonpanele was 4 m wyd en het 'n area van 2.5 m² gehad. Daar was 'n magnetometer van 2 m, 'n ioon bespeurder, 'n kosmiese straal bespeurder en 'n ultraviolet spektrometer wat waterstof en suurstof gasse kan ontleed in die ruimtetuig ingebou. Die instrumente was ontwerp om te werk totdat die ruimtetuig die atmosfeer van Venus binnegedring het en dan het die landingstuig geskei van die hooftuig. Die agterste kant van die hoofruimtetuig het 'n vloeibare brandstof aangedrewe stuwer bevat waarmee roete korreksies gedoen is. Die roete was so beplan dat daar twee wesenlike roete veranderinge gedoen moes word; die tuig ontwerp was om 127 verskillende bevele te kan ontvang van die Aarde en dit uit te voer.

Aan die voorkant van die ruimtetuig was die amper sferiese landingstuig met 'n diameter van 1 m en dit het 383 kg geweeg. Die vorige Wenera sendings het almal misluk en daarom het Wenera 4 'n verbeterde hitteskild gehad wat temperature tot 11 000°C kon weerstaan. Die vorige modelle het almal vloeistof gebaseerde verkoelingstelsels gehad terwyl die Wenera 4 'n eenvoudiger, en meer betroubare gasstelsel gehad het.Die uithouvermoë en kwaliteit van die kapsule was getoets deur dit bloot te stel aan hoë temperature, hoë druk en versnellings deur drie unieke toetsinstallasies te gebruik. Die weerstand teen temperatuur was getoets in 'n hoë-temperatuur vakuum stelsel wat die boonste lae van Venus se atmosfeer nageboots het. Die kapsule was onder 'n druk van 25 atmosfere geplaas. Die oppervlakte druk van Venus was op daardie stadium onbekend en skattings het gewissel van 'n paar atmosfere tot 'n paar honderd. Die laaste toets was die versnellingstoets waar dit onderhewig was aan versnelling tot 450 G in 'n swaaimasjien (sentrifuge). Hierdie toets het krake veroorsaak in die elektroniese toerusting en kabelrakke wat vervang is net voor lansering. Die lanseervenster was klein, die beste tyd is wanneer die roete na Venus die minste brandstof vereis.

Die kapsule kon op water dryf ingeval van 'n water landing. As gevolg van die onbekendheid van Venus se oppervlakte moes die ontwerpers voorsiening maak vir 'n waterlanding en die slot van die kapsule was van suiker gemaak sodat dit kon oplos in water om sodoende die radio antennes vry te laat. Dit was ook toegerus met 'n vibrasie onderdrukkings stelsel en die valskerm was ontwerp om 'n temperatuur van 450°C te kan weerstaan.

Aanboord van die kapsule was 'n hoogtemeter, termiese beheer toerusting, 'n valskerm en toerusting om lesings van Venus se atmosfeer te neem. Laasgenoemde het uit 'n  termometer, 'n barometer, 'n vogdigtheidsmeter en 'n stel gas analiserings toerusting bestaan. Die data was versend deur twee senders wat met 'n frekwensie van 922 MHz, teen 'n tempo van 1 bis/sekonde, die elke 48 sekondes gedoen het. Die senders was geaktiveer deur die valskerm wat ontplooi het sodra die buitenste druk 0.6 atm bereik het; daar was vermoed dat die druk op 'n hoogte van 26 km bokant die oppervlakte bereik sou word. Die seine was op Aarde ontvang deur verskeie stasies onder andere die Jodrell Bank-observatorium.

Die kapsule was toegerus met herlaaibare battery wat oor 'n kapasiteit beskik het om die meting- en sender toerusting vir 100 minute van krag te voorsien, Die batterye was voordurend gelaai gehou met die sonpanele van die draer ruimtetuig. Die hele Wenera 4 tuig was gesteriliseer net voor lansering om enige kans van biologiese besmetting te verhoed.

Sending 
Twee identiese 4V-1 sondeerders is in Junie 1967 gelanseer. Die eerste tuig, Wenera 4, is gelanseer op 12 Junie deur 'n Molnija-M draer vuurpyl vanaf die Baikonoer kosmodroom.Daar was 'n roete korreksie op 29 Julie gedoen toe dit reeds 12,000,000 km weg van die Aarde was. Indien dit nie gedoen sou gewees het nie, sou die tuig verby Venus gevlieg het. Daar was vir twee roete korreksies beplan, die eerste een was egter akkuraat genoeg en die tweede korreksie was gekanselleer. Die ruimtetuig het op 18 Oktober 1967 die atmosfeer van Venus binnegedring met 'n geskatte landingsplek van 19°N 38°O. Die tweede ruimtetuig, Kosmos 167, is op 17 Junie galanseer maar kon nie die lae aardwentelbaan verlaat nie.

Gedurende die daalfase na Venus se oppervlakte het die hitteskild se temperatuur tot 11 000°C gestyg en op een stadium het die kapsule 'n versnelling van 300 G bereik. Die daling het 93 minute geduur. Die kapsule het sy valskerm op 'n hoogte van 52 km ontplooi en onmiddellik data oor lugdruk, temperatuur en gas terug na die Aarde versend. Die temperatuur beheerstelsel binne die kapsule het die temperatuur teen -8°C gehou. Die temperatuur op 52 km was 33°C en die druk minder as een standaard atmosferiese druk. Na voltooiing van die 26 km daling het die temperatuur tot 262°C en die druk tot 22 atmosfere gestyg en die versending van data is gestaak. Die samestelling van atmosfeer was 90-93% koolstofdioksied, 0.4-0.8% suurstof, 7% stikstof en 0.1-1.6% waterdamp.

 Radar hoogtemeter 
Die hoogte van die Wenera landingstuig bokant die oppervlakte van Venus was bepaal met 'n radar hoogtemeter wat met 'n frekwensie van 770 MHz gewerk het. Die hoogtemeter het 'n syfer dubbelsinnigheid gehad met 30 km intervalle. Dit beteken die radar het 'n sein gegee op hoogte X, dan X plus 30 km, X plus 60 km, ens. Tydens die daalfase was die hoogte van die boonste laag van die wolke onbekend en as gevolg van hiervan was die eerste radar lesing, nou bekend as die werklike hoogte van 55 km, vertolk as 26 km. Die Russiese owerhede het aangekondig dat die ruimtetuig die oppervlakte bereik het. Hierdie resultaat was gou geignoreer as verkeerd omrede Venus se diameter soos gemeet met radar anders wys en ook dat die druk lesings laer was as wat voorspel was met die nuutste moddelle van Venus se atmosfeer.

 Analisering 
Wenera 4 se data was geanaliseer tesame met die data van die Mariner 5 ruimtetuig deur 'n gekombineerde Sowjet-Amerikaanse werksgroep van COSPAR in 1969,'n organisasie van vroeëre ruimte samewerking.Dit het toegelaat dat 'n meer akkurate profiel van Venus se atmosfeer bepaal kon word.

 Verwysings 

Kategorie:Sowjet Venus-sendings