برنامج فينيرا

أُطلقت أول محاولة سوفيتية لإرسال مسبار تحليق بالقرب من كوكب الزهرة في 4 فبراير 1961، لكنها فشلت في مغادرة مدار الأرض. وتماشياً مع السياسة السوفيتية آنذاك المتمثلة في عدم الإعلان عن تفاصيل المهمات الفاشلة، أُعلن عن الإطلاق تحت اسم " تياجيلي سبوتنيك " (القمر الصناعي الثقيل). ويُعرف أيضاً باسم "فينيرا 1VA". ^{[ 2 ]} وكما هو الحال مع بعض مسابير الكواكب الأخرى التابعة للاتحاد السوفيتي، أُطلقت النسخ اللاحقة في أزواج، حيث أُطلق مسبار ثانٍ بعد فترة وجيزة من إطلاق الأول.

كان من المُخطط أن تحلق المركبتان الفضائيتان "فينيرا 1" و "فينيرا 2" بالقرب من كوكب الزهرة دون الدخول في مداره. أُطلقت "فينيرا 1" في 12 فبراير 1961، وتعطلت أنظمة القياس عن بُعد الخاصة بها بعد سبعة أيام من الإطلاق. ويُعتقد أنها مرت على بُعد 100,000 كيلومتر (62,000 ميل) من كوكب الزهرة، وما زالت في مدار حول الشمس. أما "فينيرا 2"، فقد أُطلقت في 12 نوفمبر 1965، ولكنها عانت هي الأخرى من عطل في أنظمة القياس عن بُعد بعد مغادرتها مدار الأرض. وقد أطلق الاتحاد السوفيتي عدة محاولات فاشلة أخرى لإطلاق مركبات فضائية للتحليق بالقرب من كوكب الزهرة في أوائل الستينيات، ^{[ 3 ] [ 4 ]} ولكن لم يُعلن عنها كمهام استكشافية للكواكب في ذلك الوقت، وبالتالي لم تحصل رسميًا على تسمية "فينيرا".  

كانت مجسات فينيرا من 3 إلى 6 متشابهة في تصميمها. إذ بلغ وزنها طنًا واحدًا تقريبًا، وأُطلقت بواسطة صاروخ معزز من نوع مولنيا ، وتضمنت هيكلًا للرحلة ومسبارًا كرويًا لدخول الغلاف الجوي. صُممت هذه المجسات خصيصًا لقياسات الغلاف الجوي، لكنها لم تكن مزودة بأي جهاز هبوط خاص. ورغم الأمل في وصولها إلى سطح الأرض وهي لا تزال تعمل، إلا أن المجسات الأولى تعطلت فورًا تقريبًا، مما أدى إلى انقطاع إرسال البيانات إلى الأرض.

أصبح فينيرا 3 أول جسم من صنع الإنسان يصطدم بسطح كوكب آخر عندما تحطم في 1 مارس 1966. ومع ذلك، نظرًا لفشل مجسات البيانات الخاصة بالمركبة الفضائية عند اختراق الغلاف الجوي، لم يتم استرداد أي بيانات من داخل الغلاف الجوي لكوكب الزهرة من المهمة.

في 18 أكتوبر 1967، أصبحت المركبة الفضائية فينيرا 4 أول مركبة تقيس الغلاف الجوي لكوكب آخر. وقد أظهرت هذه المركبة لأول مرة أن ثاني أكسيد الكربون هو الغاز الرئيسي في غلاف الزهرة الجوي _. [ ^{5 ] وبينما} ادعى الاتحاد السوفيتي في البداية أن المركبة وصلت إلى سطح الزهرة سليمة، إلا أن إعادة التحليل، بما في ذلك بيانات الاحتجاب الجوي من المركبة الأمريكية مارينر 5 التي حلقت بالقرب من الزهرة في اليوم التالي لوصولها، أثبتت أن ضغط سطح الزهرة يتراوح بين 75 و100 ضغط جوي، وهو أعلى بكثير من قوة تحمل هيكل فينيرا 4 البالغة 25 ضغطًا جويًا، فتم التراجع عن هذا الادعاء.

إدراكًا من السوفييت أن المركبات ستتحطم قبل وصولها إلى سطح الكوكب، أطلقوا المركبتين "فينيرا 5" و "فينيرا 6" كمسبارين جويين. صُممت هاتان المركبتان للتخلص من نصف حمولتهما تقريبًا قبل دخول الغلاف الجوي للكوكب، وسجلتا بيانات لمدة 53 و51 دقيقة على التوالي، أثناء هبوطهما البطيء بالمظلات قبل نفاد بطارياتهما. مثّل هذا إنجازًا علميًا هامًا. كان من الواضح بشكل متزايد أن كوكب الزهرة من غير المرجح أن يحتوي على مسطحات مائية سائلة، لكن تصاميم مسباري "فينيرا" السوفيتيين ظلت تأخذ في الاعتبار إمكانية الهبوط على الماء حتى عام 1964. ^{[ 6 ] : xiii}

كان مسبار فينيرا 7 ، الذي أُطلق في أغسطس 1970، أول مسبار مصمم لتحمل ظروف سطح كوكب الزهرة والهبوط بسلاسة . ورغم بنائه الضخم لضمان بقائه، إلا أنه لم يحمل سوى عدد قليل من التجارب، كما أن الناتج العلمي للمهمة كان محدودًا بسبب عطل في لوحة التحكم الداخلية التي علقت في وضع "إرسال درجة الحرارة". ومع ذلك، نجح علماء التحكم في استقراء الضغط (90 ضغطًا جويًا) من بيانات درجة الحرارة البالغة 465 درجة مئوية (869 درجة فهرنهايت) ، والتي نتجت عن أولى القياسات المباشرة للسطح. وكانت قياسات دوبلر التي أجرتها مسابير فينيرا من 4 إلى 7 أول دليل على وجود رياح نطاقية بسرعات عالية تصل إلى 100 متر في الثانية (220 ميلًا في الساعة) في الغلاف الجوي لكوكب الزهرة ( دوران فائق ). وإلى جانب بيانات الضغط ودرجة الحرارة التي تم الحصول عليها، قاس فينيرا 7 أيضًا التركيب الجوي. ^{[ 7 ] [ 5 ]}   

فشلت مظلة المركبة "فينيرا 7" قبل هبوطها مباشرةً على مقربة من سطح كوكب الزهرة. اصطدمت المركبة بالأرض بسرعة 17 مترًا في الثانية (56 قدمًا/ثانية) وانقلبت، لكنها نجت. تسبب ذلك في اختلال محاذاة الهوائي، مما أدى إلى ضعف الإشارة اللاسلكية، ولكن تم رصدها (باستخدام قياس درجة الحرارة عن بُعد) لمدة 23 دقيقة إضافية قبل نفاد بطارياتها. وبذلك، أصبحت في 15 ديسمبر 1970 أول مسبار من صنع الإنسان يرسل بيانات من سطح كوكب الزهرة. 

زُوِّدت المركبة الفضائية فينيرا 8 ، التي أُطلقت عام 1972، بمجموعة موسعة من الأجهزة العلمية لدراسة سطح القمر (مقياس طيف أشعة غاما، وغيرها). وكانت منصة الهبوط في فينيرا 7 و8 مشابهة لتلك المستخدمة في المركبات السابقة، مع تصميم مُستوحى من مهمة زوند 3. أرسلت المركبة بيانات أثناء هبوطها وهبطت في ضوء الشمس، حيث قاست مستوى الإضاءة، لكنها لم تكن مزودة بكاميرا. واستمرت في إرسال البيانات لمدة ساعة تقريبًا.

بعد فشل مهمة كوسموس 482 ، صُممت مسابير فينيرا 9 و10 عام 1975، وفينيرا 11 و12 عام 1978، بتصميم مختلف. بلغ وزنها حوالي خمسة أطنان، وأُطلقت بواسطة صاروخ بروتون القوي . احتوت على ناقلة نقل وترحيل مزودة بمحركات للكبح للدخول في مدار حول كوكب الزهرة، وللعمل كمستقبل ومرحل لإشارات مسبار الدخول. رُبط مسبار الدخول بأعلى الناقلة داخل درع حراري كروي. صُممت المسابير خصيصًا للعمليات السطحية، بتصميم فريد تضمن حجرة كروية لحماية الإلكترونيات من الضغط الجوي والحرارة لأطول فترة ممكنة. أسفل هذه الحجرة، وُضعت حلقة امتصاص للصدمات للهبوط. فوق كرة الضغط، وُضع هيكل هوائي أسطواني، وهيكل عريض على شكل طبق يُشبه الهوائي ولكنه في الواقع مكبح هوائي. صُممت هذه المسابير للعمل على سطح كوكب الزهرة لمدة لا تقل عن 30 دقيقة. تنوعت الأجهزة المستخدمة في المهمات المختلفة، لكنها شملت كاميرات ومعدات لتحليل الغلاف الجوي والتربة. وقد واجهت جميع المركبات الهابطة الأربع مشاكل في بعض أو كل أغطية عدسات الكاميرات، حيث لم تكن تنفك بسهولة.

عملت المركبة الفضائية " فينيرا 9" لمدة 53 دقيقة على الأقل، والتقطت صوراً بإحدى كاميرتيها؛ بينما لم يُفتح غطاء العدسة الأخرى. وكانت هذه أولى الصور التي تُلتقط على سطح كوكب آخر.

عملت المركبة الفضائية Venera 10 لمدة 65 دقيقة على الأقل والتقطت صورًا بإحدى الكاميرتين؛ ولم يتم تحرير غطاء العدسة الآخر.

عملت المركبة الهابطة فينيرا 11 لمدة 95 دقيقة على الأقل، لكن غطاء عدسة أي من الكاميرتين لم ينفصل.

عملت المركبة الهابطة فينيرا 12 لمدة 110 دقائق على الأقل، لكن غطاء عدسة أي من الكاميرتين لم ينفصل.

حملت كل من مركبتي الهبوط فينيرا 13 و14 (1981-1982) مركبة هبوط مزودة بمعظم الأجهزة والإلكترونيات، ومركبة تحليق تُستخدم كمحطة تقوية للاتصالات. وكان تصميمها مشابهاً لتصميم مركبات الهبوط السابقة فينيرا 9-12. وحملت هذه المركبات أجهزة لإجراء قياسات علمية للأرض والغلاف الجوي بعد الهبوط، بما في ذلك كاميرات، وميكروفون، ومثقاب، وجهاز أخذ عينات من السطح، ومقياس زلازل. كما احتوت على أجهزة لتسجيل التفريغات الكهربائية أثناء مرحلة الهبوط عبر الغلاف الجوي لكوكب الزهرة.

هبطت المركبتان الهابطتان على بُعد حوالي 950 كيلومترًا (590 ميلًا) ، شرق الامتداد الشرقي لمنطقة مرتفعة تُعرف باسم فويب ريجيو . صمدت المركبة الهابطة فينيرا 13 لمدة 127 دقيقة، بينما صمدت المركبة الهابطة فينيرا 14 لمدة 57 دقيقة، في حين أن عمرها التصميمي المُخطط له كان 32 دقيقة فقط. لسوء الحظ، قذفت المركبة فينيرا 14 غطاء عدسة الكاميرا مباشرةً أسفل ذراع جهاز اختبار انضغاطية السطح، وأرسلت معلومات عن انضغاطية غطاء العدسة بدلًا من انضغاطية السطح. نقلت المركبتان الهابطتان البيانات إلى الحافلات، التي عملت كمحطات ترحيل للبيانات أثناء تحليقهما بالقرب من كوكب الزهرة.  

كانت المركبتان الفضائيتان فينيرا 15 و16، اللتان أُطلقتا عام 1983 ، مهمتين مداريتين، على غرار المركبات الفضائية السابقة، إلا أن مسبارات الدخول استُبدلت بمعدات رادار تصوير سطحي. كان التصوير الراداري ضروريًا لاختراق سحابة الزهرة الكثيفة، وقد تضمنت كلتا المهمتين أنظمة رادار الفتحة التركيبية (SAR) وأنظمة قياس الارتفاع الراديوي المتطابقة. كان نظام رادار الفتحة التركيبية حاسمًا في جهود رسم خرائط المهمة، حيث استمر تشغيله لمدة ثمانية أشهر لتصوير سطح الزهرة بدقة تتراوح بين 1 و2 كيلومتر (0.6 إلى 1.2 ميل). ^{[ 8 ]} عند تحويل النظام إلى وضع قياس الارتفاع الراديوي، عمل الهوائي على نطاق طول موجي يبلغ 8 سنتيمترات لإرسال واستقبال الإشارات من سطح الزهرة خلال فترة 0.67 مللي ثانية.

أسفرت النتائج عن خريطة تفصيلية لتوزيع الانعكاسية على سطح نصف الكرة الشمالي لكوكب الزهرة. وتراوحت قياسات المسافة الخطية التي أُجريت بين 91 و182 كيلومترًا. حلّق المركبتان الفضائيتان السوفيتيتان التوأم في مدارات إهليلجية شبه قطبية، ونجحتا في رسم خريطة للنصف العلوي من الغلاف الجوي الشمالي (من القطب الشمالي إلى خط عرض 30 درجة شمالًا، أي ما يقارب 115  مليون كيلومتر مربع أو 71  مليون ميل مربع) بنهاية المهمة الرئيسية. وقدّم مقياس الارتفاع بيانات طبوغرافية بدقة ارتفاع تبلغ 50 مترًا (164 قدمًا)، بينما رسم جهاز ألماني شرقي خرائط لتغيرات درجة حرارة السطح. ^{[ 9 ]}

استخدمت مسبارات فيغا (بالسيريلية: ВеГа) التي أُطلقت عام 1984 إلى كوكب الزهرة والمذنب هالي 1/P، تصميم فينيرا الأساسي نفسه، بما في ذلك مركبات الهبوط، بالإضافة إلى بالونات الغلاف الجوي التي نقلت البيانات لمدة يومين تقريبًا. وكلمة "فيغا" هي كلمة مركبة من كلمتي "فينيرا" ( الزهرة بالروسية) و"غالي" ( هالي بالروسية).

فينيرا-دي هي مهمة مقترحة إلى كوكب الزهرة، تتضمن مركبة مدارية عالية القدرة ومركبة هبوط. من حيث إجمالي الكتلة التي ستُنقل إلى الزهرة، فإن أفضل فرص الإطلاق ستكون في عامي 2026 و2031؛ ^{[ 10 ]} ومع ذلك، اعتبارًا من مارس 2021، من المقرر إطلاق فينيرا-دي في موعد لا يتجاوز نوفمبر 2029. ^{[ 11 ]} يمكن أن تتضمن فينيرا-دي بعض مكونات ناسا، بما في ذلك البالونات، وقمر صناعي فرعي لقياسات البلازما ، أو محطة سطحية طويلة الأمد (24 ساعة) على مركبة الهبوط. ^{[ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]}