Vuelo tripulado sobre Venus

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El sobrevuelo tripulado a Venus fue una propuesta de la NASA de 1967-1968 para enviar a tres astronautas en una misión de sobrevuelo a Venus en una nave espacial derivada de Apolo en 1973-1974, utilizando asistencia gravitacional para acortar el viaje de regreso a la Tierra.

A mediados de la década de 1960, la NASA consideró "un sobrevuelo de Venus con tres hombres" ^[1] como parte del Programa de Aplicaciones Apolo , utilizando hardware derivado del programa Apolo . Se consideraron varios perfiles de misión para el lanzamiento durante la década de 1970 ^[2] y la misión de 1973 parece ser la que recibió una consideración más seria y está mejor documentada. El lanzamiento se habría producido el 31 de octubre de 1973, con un sobrevuelo de Venus el 3 de marzo de 1974 y el regreso a la Tierra el 1 de diciembre de 1974.

La misión propuesta habría utilizado un Saturno V para enviar a tres astronautas en un vuelo más allá de Venus, que habría durado aproximadamente un año. La etapa S-IVB habría sido un " taller húmedo " similar al diseño original de Skylab . En este concepto, el interior del tanque de combustible se llenaría con espacios habitables y varios equipos que no ocuparan una cantidad significativa de volumen. El S-IVB luego se llenaría con propulsores de manera normal y se usaría para acelerar la nave en su camino hacia Venus. Una vez que se completara la combustión, cualquier propulsor restante se ventilaría al espacio, y luego el tanque de combustible más grande podría usarse como espacio habitable, mientras que el tanque de oxígeno más pequeño se usaría para el almacenamiento de desechos.

En el tanque de hidrógeno solo se podía transportar una cierta cantidad de equipo sin ocupar demasiado espacio, mientras que otras piezas no podían sumergirse en hidrógeno líquido y sobrevivir. Este equipo se colocaría en el área entre etapas entre el S-IVB y el módulo de comando/servicio (CSM) de Apolo, conocido como el adaptador de nave espacial-LM (SLA), que normalmente albergaba el módulo lunar de Apolo en las misiones lunares. Para maximizar la cantidad de espacio disponible en esta área, el motor del sistema de propulsión de servicio del CSM se reemplazaría por dos motores del sistema de propulsión de descenso del LM . Estos tenían campanas de motor mucho más pequeñas y se ubicarían dentro del módulo de servicio en lugar de extenderse por el extremo hacia el área del SLA. Esto también proporcionó redundancia en el caso de una falla de un solo motor. Estos motores habrían sido responsables tanto de la corrección del curso durante el vuelo como del frenado para el reingreso a la Tierra.

A diferencia de las misiones lunares Apolo, el CSM realizaría su maniobra de transposición y acoplamiento con la etapa S-IVB antes de la combustión para abandonar la órbita terrestre, en lugar de después. Esto significaba que los astronautas habrían volado "con los ojos hacia afuera", ya que el empuje del motor los habría empujado fuera de sus asientos en lugar de hacia adentro. Esto era necesario porque solo había un breve margen de tiempo para que el CSM abortara la combustión para regresar a la Tierra después de una falla en la S-IVB, por lo que todos los sistemas de la nave espacial debían estar operativos y revisados ​​antes de abandonar la órbita de estacionamiento alrededor de la Tierra para volar a Venus.

Los precursores del sobrevuelo de Venus incluirían un vuelo de prueba orbital inicial con un "taller húmedo" del S-IVB y un adaptador de acoplamiento básico, y un vuelo de prueba de un año de duración que llevaría al S-IVB a una órbita casi geoestacionaria alrededor de la Tierra.

La misión habría medido:

• Densidad, temperatura y presión de la atmósfera de Venus en funciones de la altitud, la latitud y el tiempo.
• Definición de la superficie planetaria y sus propiedades.
• Composición química de la baja atmósfera y la superficie planetaria.
• Datos ionosféricos como la reflectividad de radio y la densidad de electrones y propiedades de las capas de nubes.
• Astronomía óptica : mediciones UV e IR sobre la atmósfera de la Tierra para ayudar a determinar la distribución espacial del hidrógeno .
• Astronomía solar : mediciones ultravioleta, de rayos X y posiblemente infrarrojas del espectro solar y monitoreo espacial de eventos solares.
• Astronomía de radio y radar: observaciones de radio para mapear el brillo del cielo de radio e investigar las emisiones de radio solares, estelares y planetarias; mediciones de radar de la superficie de Venus y Mercurio.
• Astronomía de rayos X : mediciones para identificar nuevas fuentes de rayos X en el sistema galáctico y obtener información adicional sobre fuentes previamente identificadas.
• Datos sobre el entorno interplanetario Tierra-Venus , incluida la radiación de partículas, los campos magnéticos y los meteoroides .
• Datos sobre el planeta Mercurio , que habría estado en alineación planetaria mutua con Venus aproximadamente dos semanas después del paso de Venus. ^{[ aclaración necesaria ]}

La misión se habría implementado en una serie de dos vuelos de desarrollo y un vuelo de producción, designados como fases A a C.

La fase A del plan habría puesto en órbita un S-IVB de "taller húmedo" y un CSM Apollo Block II estándar en un Saturno V. La tripulación separaría el CSM del S-IVB haciendo estallar los paneles del SLA , y luego realizaría una maniobra de transposición y acoplamiento similar a la realizada en los vuelos lunares, para acoplarse con el módulo de acoplamiento unido a la parte delantera del S-IVB. Opcionalmente, podrían utilizar el motor del S-IVB para lanzarlos a una órbita alta antes de descargar el combustible restante al espacio e ingresar al tanque de combustible del S-IVB para realizar experimentos durante algunas semanas. Después de evaluar el uso del S-IVB como hábitat a largo plazo para los astronautas, separarían el CSM del S-IVB y regresarían a la Tierra.

La fase B probaría la nave espacial que sobrevuela Venus en una misión de larga duración en órbita alta. Un Saturno V lanzaría un CSM Block III diseñado para vuelos espaciales de larga duración y un S-IVB modificado con el módulo de soporte ambiental requerido para el sobrevuelo real de Venus, y después de la maniobra de transposición y acoplamiento, el motor S-IVB llevaría la nave espacial a una órbita circular a una altitud de aproximadamente 25.000 millas alrededor de la Tierra. Esta altitud sería lo suficientemente alta como para estar libre de los cinturones de radiación de la Tierra y al mismo tiempo exponer la nave espacial a un entorno similar al de un viaje a Venus, pero lo suficientemente cerca de la Tierra para que los astronautas pudieran usar el CSM para regresar en unas pocas horas en caso de emergencia.

La energía probablemente se habría obtenido mediante paneles solares similares a los utilizados en el Skylab , ya que las células de combustible requerirían una gran cantidad de combustible para funcionar durante un año. De manera similar, las células de combustible del SM utilizadas para proporcionar energía en los vuelos lunares se reemplazarían por baterías que proporcionarían energía suficiente para la duración de las operaciones de lanzamiento y reentrada. ^{[ cita requerida ]}

La fase C sería el sobrevuelo real, utilizando un CSM Bloque IV y una versión actualizada del sobrevuelo de Venus S-IVB que llevaría una gran antena de radio para comunicarse con la Tierra y dos o más sondas pequeñas que se liberarían poco antes del sobrevuelo para ingresar a la atmósfera de Venus. ^{[3] [4] [5] [6] [7]} El CSM Bloque IV tiene motores LM que reemplazan a los motores del Sistema de Propulsión de Servicio , baterías para reemplazar las celdas de combustible y otras modificaciones para soportar la comunicación de largo alcance con la Tierra y las velocidades de reingreso más altas requeridas para la trayectoria de regreso en comparación con un regreso desde la órbita lunar.

La misión de la Fase C estaba prevista para su lanzamiento a finales de octubre o principios de noviembre de 1973, cuando los requisitos de velocidad para llegar a Venus y la duración de la misión resultante serían los más bajos. Tras una breve estancia en la órbita terrestre para comprobar la nave espacial, la tripulación se habría dirigido a Venus. En caso de que se produjera un problema importante durante la combustión de inyección transvenusiana, habría habido aproximadamente una hora para separar el CSM del S-IVB y utilizar el motor SM para anular la mayor parte de la velocidad obtenida con la combustión. Esto pondría a la nave en una órbita muy elíptica que normalmente la traería de vuelta a la Tierra para su reingreso dos o tres días después. Más allá de ese lapso de tiempo, el motor SM no habría tenido suficiente combustible para traer el CSM de vuelta a la Tierra antes de que las baterías del SM se quedaran sin energía. En ese momento, sería literalmente "Venus o nada".

Después de un encendido exitoso de la sonda S-IVB, la nave espacial habría pasado aproximadamente a 3000 millas de la superficie de Venus unos cuatro meses después. La velocidad de sobrevuelo sería tan alta que la tripulación solo habría tenido unas pocas horas para estudiar detalladamente el planeta. En ese momento, una o más sondas robóticas se habrían separado de la nave principal para aterrizar en Venus.

Durante el resto de la misión, la tripulación habría realizado estudios astronómicos del Sol y Mercurio, acercándose con una precisión de 0,3 unidades astronómicas .

Una variante de la misión TMK planeada por la Unión Soviética a Marte en 1971-1974 implicó un sobrevuelo de Venus en el viaje de regreso, y recibió el nombre clave "MAVR" (MArs - VeneRa), que significa Marte - Venus. ^[8] Sin embargo, el programa TMK fue cancelado después de que el cohete N1 que se necesitaba para lanzar la misión no pudiera volar con éxito.

• Colonización de Venus
• Concepto operativo de Venus de gran altitud
• La trayectoria multiplanetaria de Crocco
• Misión humana a Marte
• TMK (Plan de vuelo soviético)
• Inspiración Marte : plan abandonado para un sobrevuelo de Marte que podría haber incluido Venus

• Estudios arquitectónicos de exploración de Venus humana
• Misión tripulada en órbita alrededor de Venus
• Memorando técnico de la NASA: misión tripulada en órbita a Venus
• Portree, David SF (31 de mayo de 2012). "Piloted Single-Launch Venus Flyby (1967) (Overview of an alternative Manned Venus Flyby Mission)" (Vuelo sobre Venus tripulado alternativo) en el blog Beyond Apollo en Wired.com . Consultado el 9 de septiembre de 2016 .
• Vídeo de Youtube de la misión, simulado utilizando el Simulador de vuelo espacial Orbiter
• Vuelo tripulado sobre Venus: el paso Ave María del Apolo, artículo en el blog Pasos fallidos: La carrera espacial como podría haber sido.