АМС "Пионер-Венера-1"

[Дед Леня]

АМС "Пионер-Венера-1"

В данной теме речь пойдет об изготовлении масштабной модели автоматической межпланетной станции США "Пионер-Венера-1", предназначенной для изучения планеты Венера.

 

[Дед Леня]

Работая над моделями советской станции "Венера-15" и американской станции "Магеллан", предназначенными для радиолокационного картографирования Венеры не смог побороть желания изготовить в том же масштаба (М1:35) станцию "Пионер-Венера-1"(США), которая положила начало процессу радиолокационного картографирования планеты Венера. Для начала-небольшая историческая справка.

«ПИОНЕР — ВЕНЕРА-1»


Станция «Пионер — Венера-1» стартовала с Земли 20 мая 1978 года. Она намеренно запущена по «медленной» траектории, чтобы уменьшить скорость при сближении с Венерой и, соответственно уменьшить необходимый тормозной импульс, а также массу топлива для тормозного двигателя.
Станция «Пионер — Венера-1» при старте имела массу около 600 кг, на орбите вокруг Венеры (после выгорания топлива бортового тормозного двигателя) - примерно 360 кг. Высота цилиндрического корпуса станции составляла 1,22 м, диаметр 2,54 м. Общая высота станции равнялась 4,5 м. На боковой поверхности корпуса были смонтированы солнечные элементы, обеспечивающие на орбите вокруг Венеры мощность свыше 300 Вт. На борту станции имелись также никель-кадмиевые аккумуляторные батареи, используемые в периоды захода станции в тень Венеры. Станция стабилизируется вращением. Чтобы остронаправленная антенна была постоянно обращена к Земле, антенный блок установлен на шарнире и снабжен системой противовращения. Заданная скорость вращения, ориентация оси вращения, а также коррекция траектории на перелетной трассе Земля-Венера и коррекция орбиты вокруг Венеры обеспечивались гидразиновыми микродвигателями. Запас гидразина (32 кг) - основной фактор, ограничивавщий продолжительность работы станции на орбите вокруг Венеры. Микродвигатели включались автоматически по командам солнечных и звездного датчиков или по командам с Земли. Станция переводилась с пролетной траектории на орбиту вокруг Венеры тормозным твердотопливным двигателем тягой 1,8 т, способным уменьшить скорость более чем на 1 км/с.
Станция «Пионер — Венера-1» несла 12 научных приборов:
- прибор для изучения характеристик плазмы в ионосфере, шлейфе и пограничных слоях«магнитосферы»Венеры;
- масс-спектрометр ионов для определения состава и концентрации положительно заряженных ионов в ионосфере планеры;
- зонд для измерения электроной температуры;
- ультрафиолетовый спектрометр;
- масс-спектрометр нейтральных частиц;
- фотополяриметр для облачного слоя;
- инфракрасный радиометр;
- магнитометр;
- анализатор плазмы;
- радиокартограф для исследования топографии и электрических свойств поверхности планеты (прибор работает в режиме получения изображений и в режиме измерения высоты);
- детектор электрического поля;
- детектор гамма-всплесков.

Данным набором приборов было возможно проведение радиозондирования атмосферы и ионосферы планеты, изучение турбулентности атмосферы, солнечного ветра, аэродинамического торможения станции в атмосфере, гравитационного поля планеты.
4 декабря 1978 года станция вышла на начальную орбиту вокруг Венеры. После коррекции начальной орбиты она была переведена на расчетную орбиту с высотой перицентра 150 км, высотой апоцентра 66 600 км и наклонением к плоскости эклиптики 105° с периодом обращения 24 часа. Станция была рассчитана на активное существование на орбите вокруг Венеры, по крайней мере, в течение одних сидерических суток (243 земных суток).
Космический аппарат вращался вокруг своей оси, делая один оборот за 12 с. Антенна радиолокационного высотомера также вращалась в пространстве, и измерения высоты проводились один раз за 12 с, когда она оказывалась направленной к поверхности планеты. За это время аппарат, имевший скорость около 10 км/с, пролетал 120 км. С такой частотой шли измерения по трассе при каждом прохождении аппарата у поверхности планеты. Обращаясь вокруг планеты с периодом в 24 ч, аппарат проходил у ее поверхности каждые сутки. За это время планета поворачивалась на некоторый угол, и новая трасса измерений на поверхности планеты смещалась относительно предыдущей. У экватора трассы измерений шли через 150 – 160 км, сближаясь к полюсам.
Невысокая частота измерений определила и детальность первой создаваемой карты: на ней хорошо видны детали континентального масштаба. Более мелкие детали – горные хребты, кратеры, рифтовые долины – оказались неразличимы, как неразличимы эти детали и на Луне при наблюдении с Земли невооруженным глазом.

 

[Дед Леня]

Как видно из рисунков, конструкция станции имеет довольно простой вид, без всяких видимых наворотов. Перегнав в масштаб 1:35 указанные размеры станции, я прочертил ее эскиз и началось действие. Для формования цилиндрического корпуса станции подходящего пузырька-бутылочки не нашлось, поэтому пришлось клеить цилиндр из ленты полистирола толщиной 0,3мм (что оказалось под рукой), используя в качестве болванки банку с питьевой содой. Лента была смазана клеем, плотно намотана на болванку и закреплена малярным скотчем. После часовой просушки в цилиндр был вклеен диск, вырезанный из листового пластика и заготовка на болванке (банке) отправилась на суточную сушку на радиатор батареи отопления.

 

[Дед Леня]

Из листового пластика, в соответствии с эскизом станции, была вырезана верхняя крышка и соединена с цилиндрическим корпусом станции.
А далее начнется заполнение начинкой внутреннего объема корпуса и крышки станции.

 

[Дед Леня]

Понемногу начинается заполнение коробочками приборов верхней части корпуса станции. В корпусе прорезаны окна для установки приборов и вклеены экраны.

 

[Дед Леня]

Из шарообразной заготовки и листового пластика изготовлен кожух механизма вращения остронаправленной антенны и установлен на крышку корпуса.

 

[Дед Леня]

Перед установкой панелей солнечных батарей вся внешняя цилиндрическая поверхность корпуса зашпаклевана и корпус отправился на сушку.

 

[Дед Леня]

Приборы соединены проводкой, для еще пущей полноты картины с радиоплаты нарезаны элементы и наклеены в корпус. По большому счету данного хозяйства видно не будет, но это есть"пресловутый суслик"-его не видно, но он есть...После установки радиоэлементов крышка клеится на корпус окончательно, закрывая все внутренности.

 

[Дед Леня]

0,3мм пластиком на корпусе станции оконтуриваются места установки панелей солнечных батарей.

 

[Дед Леня]

После чего в них вклеиваются распечатанные на фотобумаге и вырезанные в размер панели с рисунком. В завершение операции верхняя часть панелей закрывается фигурной планкой.

 

[Дед Леня]

Продолжается комплектование корпуса станции элементами конструкции. На очереди комплекс радиосвязи, состоящий из остронаправленной и всенаправленной антенн, установленных на едином держателе.
Для начала из поделочного шара вырезается зеркало остронаправленной антенны и производится комплектование набора держателя заготовками из латунной трубки Ф 1,1мм, 1,6мм, 2,1мм.

 

[Дед Леня]

После чего производится последовательная пайка элементов конструкции держателя антенн.

 

[Дед Леня]

Вначале на держатель устанавливается зеркало остронаправленной антенны.

 

[Дед Леня]

А затем в держатель на сборной штанге устанавливается всенаправленная антенна, выточенная из литника.

 

[Дед Леня]

После чего собранный держатель с антеннами устанавливается на корпус станции.

 

[Дед Леня]

Для имитации корпуса твердотопливного тормозного двигателя взят поделочный деревянный шарик Ф20мм, сопло проимитировано наконечником от шариковой ручки. Шарик просверлен, в него вклеено сопло и двигатель установлен на корпус станции.

 

[Дед Леня]

Телескопическая штанга магнитометра собирается из латунных трубок разного диаметра, Узел разворота и магнитометр выполнены из литника. Собираем на клею конструкцию штанги в развернутом виде и устанавливаем на корпус станции.

 

[Дед Леня]

На корпус станции установлена пара термодатчиков, выполненная из латунной трубки Ф 0,6мм и пара датчиков электрического поля, выполненных из булавки с шариком.

 

[Дед Леня]

Для изготовления антенны сканирующего радиолокатора пригодилась клипса от елочного шарика. В процессе механической обработки и дополнения пластиком клипса превратилась в небольшое зеркало радиолокатора.

 

[Дед Леня]

Устанавливаем радиолокатор на корпус станции.
С помощью этого небольшого прибора была проведена первая радиолокационная съемка поверхности планеты с орбиты искусственного спутника Венеры. Правда качество съемки было не совсем отличное, поскольку разрешение радиолокатора было от 100км и более, но тем не менее, это позволило создать первый атлас Венеры, поскольку на снимках различались горы и долины.