Космическая станция Магеллан

Магеллан — межпланетная станция НАСА, впервые осуществившая подробное и полномасштабное радиолокационное картографирование Венеры, и продолжившая исследование, начатое аппаратами «Венера» за 6 лет до этого. Аппарат был запущен с помощью шаттла «Атлантис STS-30» 4 мая 1989 года и проработал до октября 1994 года.
Масса аппарата с топливом — 3,5 тонны, длина — 4,6 метра, диаметр антенны радиолокатора — 3,7 метра. «Магеллан» был оборудован двумя квадратными солнечными батареями с длиной стороны 2,5 м. Фотокамер аппарат не имел. Радиолокатор (длина волны 12,6 см) позволял осуществлять картографию с разрешением 100—300 метров и измерения высоты с точностью 30-50 метров.

Основным подрядчиком по созданию «Магеллана» являлась компания Martin Marietta (ныне Lockheed Martin).
В августе 1990 года «Магеллан» вышел на вытянутую полярную орбиту вокруг Венеры с высотами от 295 км до 8500 км и периодом обращения 195 минут.

В каждый момент сближения с планетой аппарат с помощью радиолокатора картографировал узкую полосу шириной от 17 до 28 км. К сентябрю 1992 года аппарат осуществил съёмку 98 % поверхности планеты. Поскольку «Магеллан» многократно снимал многие участки с разных углов, то это позволило составить трёхмерную модель поверхности, а также исследовать возможные изменения ландшафта. Стереоизображение получено для 22 % поверхности Венеры.

До «Магеллана» менее подробное картографирование Венеры было осуществлено аппаратами Пионер-Венера-1, Венера-15 и Венера-16 с разрешением в 1-2 км.
Трёхмерное изображение участка поверхности Венеры

Создание подробной карты помогло лучше понять геологию Венеры. На планете имеется сравнительно немного кратеров, но часто встречаются образования вулканического происхождения (лавовые равнины и т. д.). Поверхность Венеры является молодой по геологическим меркам — менее 800 млн лет. Аппарат обнаружил множество интересных особенностей (например, протяжённые «протоки» сверхвязкой лавы). Как ни странно, на Венере (в отличие от Марса) не обнаружено значимых признаков ветряной эрозии, а атмосферный перенос пыли и песка имеет ограниченный характер.

С сентября 1992 года по май 1993 года «Магеллан» исследовал гравитационное поле Венеры. В этот период он не осуществлял радиолокацию поверхности, а транслировал постоянный радиосигнал на Землю. По изменению частоты сигнала можно было определить малейшие изменения скорости аппарата (доплеровский эффект), что, в свою очередь, позволяло детектировать особенности гравитационного поля планеты.

С мая по август 1993 года «Магеллан» опробовал технологию атмосферного торможения. Нижняя точка орбиты была немного снижена, чтобы аппарат задевал верхние слои атмосферы и изменял параметры орбиты без затрат топлива. В августе орбита «Магеллана» составляла по высотам 180—540 км с периодом обращения 94 минуты. Это позволило провести более точные гравитационные измерения. В целом, была составлена «гравитационная карта» для 95 % поверхности планеты.

В сентябре 1994 года был проведён эксперимент по исследованию верхних слоёв атмосферы Венеры. Солнечные панели аппарата были развёрнуты подобно лопастям ветряной мельницы, а орбита «Магеллана» снижена. Это позволило получить информацию о поведении молекул в самых верхних слоях атмосферы. 11 октября орбита была снижена в последний раз, а 12 октября 1994 года контакт с аппаратом, приближавшемся к Венере по спирали, был потерян.