パイオニア・ヴィーナス計画

パイオニア・ヴィーナス計画（パイオニア・ヴィーナスけいかく、Pioneer Venus project）は、別々に打ち上げられた2機の探査機によって行われた。パイオニア・ヴィーナス1号（パイオニア・ヴィーナス・オービター）は1978年に打ち上げられて軌道投入後十数年にわたって金星を探査し、パイオニア・ヴィーナス2号（パイオニア・ヴィーナス・マルチプローブ）は4つの小さなプローブを金星の大気中に運んだ。アメリカ航空宇宙局のエイムズ研究センターがパイオニア計画の一環として運用した。

パイオニア・ヴィーナス・オービター

パイオニア・ヴィーナス・オービター
パイオニア・ヴィーナス・オービター
所属	エイムズ研究センター
任務	オービター
周回対象	金星
軌道投入日	1978年12月4日
打上げ日時	1978年5月20日
打上げ機	アトラス・セントール
任務期間	1978年5月20日-1992年8月
軌道減衰	1992年8月
COSPAR ID	1978-051A
公式サイト	National Space Science Data Center (NASA)
質量	517 kg
消費電力	312 watts
軌道要素
離心率	.842
軌道傾斜角	105°
遠点高度	1.03 RV
近点高度	12.01 RV
軌道周期	24時間
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パイオニア・ヴィーナス・オービターは、1978年12月4日に金星の楕円軌道に入った。オービターは直径2.5m、高さ1.2mの平たい円筒形で、後方の4.7mのブームの先に付く磁気センサを除き、全ての機器とシステムが前端に収められている。円筒の周囲には太陽電池が展開し、デスパンアンテナが地球とのS帯及びX帯の通信を担った。ヒューズ・エアクラフト社によって製造された。

実験機器

パイオニア・ヴィーナス・オービターは、合計45kgになる17個の実験機器を運んだ。

• 雲写真旋光計(OCPP)は、雲の垂直分布を測定した。
• 地表レーダーマッパー(ORAD)は、地形と地面の特徴を決定した。観測は、地表から4,700km以内に近づいた時に行われた。周波数1.757GHz、強さ20Wの信号がS帯で伝送され、地表で反射されたエコーが分析された。近点での解像度は、23×7kmであった。
• 赤外線放射計(OIR)は、金星の大気からの赤外線放射を測定した。
• 紫外線分光計(OUVS)は、散乱または放射紫外線を測定した。
• 中性質量分析器(ONMS)は、大気上層の組成を決定した。
• 太陽風プラズマ分析器(OPA)は、太陽風の性質を測定した。
• 磁気センサ(OMAG)は、金星の磁場を観測した。
• 電界検出器(OEFD)は、太陽風とその相互作用を調査した。
• 電子温度計(OETP)は、電離圏の熱的性質を調査した。
• イオン質量分析器(OIMS)は、電離圏のイオン組成を決定した。
• 荷電粒子逆電圧分析器(ORPA)は、電離圏の粒子を調査した。
• 2つの電波科学実験装置は、金星の重力場を決定した。
• 電波掩蔽実験装置は、大気の性質を調査した。
• 大気抵抗実験装置は、上層大気を調査した。
• ガンマ線バースト検出器(OGBD)は、ガンマ線バーストを記録した。
• 大気と太陽風の乱流の測定。

ミッションの詳細

1980年7月に金星の軌道に入り、レーダーの補助と電離圏の測定のために近点は142kmから253kmの間に保たれ、遠点66,900kmの周期24時間の楕円軌道を回った。その後、近点は最高2290kmまで引き上げられ、燃料の節約のため再び下げられた。1991年、レーダーマッパーが再起動され、到着したマゼランとともに、以前はできなかった南半球の調査を行った。1992年5月、ミッションの最終段階に入り、燃料が枯渇して8月に大気圏再突入して燃え尽きるまで、近点は150kmから250kmに保たれた。

結果

パイオニア・ヴィーナス・オービターのレーダー高度計のデータから、金星表面の最初の地形図が作られた。

パイオニア・ヴィーナス・マルチプローブ

パイオニア・ヴィーナス・マルチプローブは、1つの大きなプローブと3つの小さなプローブを運ぶ1つのバスから構成された。そのプローブのいずれも写真を撮影する能力はなく、土壌の分析もできなかった。また、ソフトランディングさえできず、地上で活動できれば幸運と考えられていた。大きなプローブのパラシュートはある程度の高度で切り離されるように設計してあり、小さなプローブにはパラシュートもなかった。大気圏に突入した全てのプローブは少なくとも衝突の瞬間までは、金星の厚い大気の中で機能していたが、衝突後もかなりの時間、機能を保ったのは1つだけであった。

大きなプローブは、1978年11月16日、3つの小さなプローブは11月20日に放出された。4つとも12月9日に、バスに続いて金星の大気圏に突入した。

バス

パイオニア・ヴィーナス・バス
プローブが接続したパイオニア・ヴィーナス・バス
所属	エイムズ研究センター
任務	大気プローブ
周回対象	金星
打上げ日時	1978年8月8日
打上げ機	アトラス・セントール
COSPAR ID	1978-078A
公式サイト	National Space Science Data Center (NASA)
質量	290 kg
消費電力	241 W（太陽電池）
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パイオニア・ヴィーナス・バスは、浅い進入角度で金星の大気圏に突入し、突入に伴う熱で破壊されるまでデータを伝送した。その目的は、地表までの大気の構造と組成、雲の性質と組成、大気下層の放射場とエネルギー交換、局地的な大気循環パターンの調査である。

バスは直径2.5mの円筒型で、重さは290kgであり、プローブが大気下層で減速するまで測定を行わなかったため、金星の大気上層の様子を唯一直接見せてくれた。

熱シールドもパラシュートも持たず、バスはイオン質量分析器(BIMS)と中性質量分析器(BNMS)を用いて、1978年12月9日に高度約110kmで崩壊するまで測定を続けた。

大プローブ

大プローブ
パラシュートを開いたパイオニア・ヴィーナスの大プローブ
任務	大気プローブ
周回対象	金星
打上げ日時	1978年11月16日
打上げ機	パイオニア・ヴィーナス・バス
COSPAR ID	1978-078D
質量	315 kg
消費電力	バッテリー
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パイオニア・ヴィーナス大プローブは、7つの測定機器を備え、それらは密閉された球形の加圧容器の中に収められた。科学機器は、次の通りである。

• 中性質量分析器は、大気の組成を測定した。
• ガスクロマトグラフィーは、大気の組成を測定した。
• 太陽流束放射計は、大気を透過する太陽流束を測定した。
• 赤外線放射計は、赤外線放射の分布を測定した。
• 雲粒子サイズ分光計は、粒子の大きさと形を測定した。
• 比濁計は、雲の粒子を探索した。
• 温度、気圧、加速度のセンサー

加圧容器は、船尾の保護カバー内に収められた。金星の夜の側の赤道付近で約11.5km/sの速度で大気圏突入し、高度47kmでパラシュートが展開した。大プローブの直径は約1.5mで、加圧容器自体の直径は73.2cmであった。

小プローブ

3つの小プローブはどれも同じ形で、直径は0.8mであった。これらのプローブも防護殻に囲まれた球形の加圧容器から構成されていたが、大プローブと異なり、パラシュートはなく、防護殻はプローブから分離しなかった。

それぞれの小プローブは、大気中の放射エネルギーの源と滞留の分布をマッピングするための比濁計と温度、気圧、加速度のセンサー、流束放射計を備えていた。4つのプローブからの無線信号は、風、乱流、大気の伝搬を調べるのにも用いられた。

小プローブは、それぞれ金星の異なる地点を目標とし、それに応じた名前が付けられた。

• 北プローブは、昼の側の北緯60°の地点で大気圏に突入した。
• 夜プローブは、夜の側で大気圏に突入した。
• 昼プローブは、昼の側で大気圏に突入し、衝突後も1時間以上信号を送信した唯一のプローブとなった。

1986年のハレー彗星の観測

金星を周回するパイオニア・ヴィーナス・オービターは、1986年2月にハレー彗星が太陽の後ろに隠れた時、それを最前列で観測することができた。2月9日にハレー彗星が近日点にいた時には、紫外線分光計で水の消失を観測した^[1]。

出典

1. ^ “Pioneer Venus Observations during Comet Halley's Inferior Conjunction”. University of California, Los Angeles. 2009年2月10日閲覧。

外部リンク

ウィキメディア・コモンズには、パイオニア・ヴィーナス計画に関連するカテゴリがあります。

• NASA: Pioneer Venus Project Information
• Pioneer Venus Program Page by NASA's Solar System Exploration
• NSSDC Master Catalog: Spacecraft Pioneer Venus Probe Bus. (Other components of the mission have their own pages at this site too.)
• Several articles in Science (1979), 205, pages 41-121
• Kasprzak, W. T - The Pioneer Venus Orbiter: 11 years of data. (May 1, 1990) - NASA

表 話 編 歴 金星探査機
フライバイ	1970年代まで ベネラ 1号 2号 11号 12号 マリナー 1号 2号 5号 10号 スプートニク 21号 ゾンド 1号 1980から1990年代 ベネラ 13号 14号 ベガ 1号 2号 ガリレオ カッシーニ 2000年代以降 メッセンジャー IKAROS しんえん パーカー・ソーラー・プローブ ベピ・コロンボ ソーラー・オービター
オービター	ベネラ 9号 10号 15号 16号 パイオニア・ヴィーナス計画 マゼラン ビーナス・エクスプレス あかつき
降下探査	スプートニク 7号 19号 20号 ゾンド 1号 ベネラ 3号 4号 5号 6号 コスモス96号 コスモス167号 パイオニア・ヴィーナス計画
ランダー	ベネラ 7号 8号 9号 10号 11号 12号 13号 14号 コスモス359号 コスモス482号 ベガ 1号 2号
気球探査	ベガ 1号 2号
計画段階	ベネラ-D （2025年） ドラゴンフライ （2027年） ダヴィンチ（英語版） エンビジョン（英語版） ヴェリタス（英語版）
構想段階	VISE（英語版） （研究）
キャンセル	有人金星フライバイ（英語版） TMK-Mavr（英語版） ヴィーナス・エントリー・プローブ（英語版）
関連項目	金星の植民 金星にある人工物の一覧 金星探査（英語版） 金星探査機
太字の下線は現役の宇宙機を示す

表 話 編 歴 パイオニア計画
パイオニア0号 パイオニア1号 パイオニア2号 パイオニア3号 パイオニア4号 パイオニアP-1 (W) パイオニアP-3 (X) パイオニアP-30 (Y) パイオニアP-31 (Z)
パイオニア5号 (P-2) パイオニア6,7,8,9,E号機 パイオニア10号 パイオニア11号 パイオニアH パイオニア・ヴィーナス計画
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