Venera 8

Eerdere missies

De voorgangers van Venera 8 boekten weinig resultaat. De eerste drie mislukten volledig door ontwerpfouten, het daarop volgende trio seinde weliswaar gegevens betreffende de atmosfeer over, maar bezweek onder de barre condities die daar heersten alvorens zij het oppervlak bereikten. De wetenschap kende toentertijd nog niet de exacte luchtdruk en temperatuur op onze buurplaneet zodat deze verkenners, qua ontwerp niet op hun taak berekend, al gedoemd waren te falen voor zij de reis naar Venus aanvingen.

Venera 7

De Sovjets ontwierpen daarom hun landers steeds steviger, maar een zwaarder drukvat en meer warmte-isolatie gingen onvermijdelijk ten koste van de nuttige lading. De A-2-e Molniya draagraket zat aan z'n limiet. Venera 3 had een totale massa van 960 kg, met een lander van 337 kg. De Venera 7 had al 1180 kg massa met een lander van 495 kg en deze capsule voerde weinig wetenschappelijke instrumenten mee.
Met Venera 7 boekte de Sovjet-Unie uiteindelijk een succes. Nadat die zacht landde, wisten de geleerden en ontwerpers eindelijk welke temperatuur en luchtdruk er aan de oppervlakte van Venus heersten.

Aangepast ontwerp

Venera 7 was een geval van "overkill". Om absoluut zeker te zijn dat de landingscapsule in functionerende staat de bodem bereikte beschikte die niet alleen over onnodig zware wanden, maar tevens over teveel isolatie tegen hitte.
Met de juiste gegevens omtrent luchtdruk en temperatuur nu voorhanden, wijzigden de Sovjets hun ontwerp. Zowel het drukvat met instrumenten als de isolatie werden lichter uitgevoerd. Door alle overbodige bescherming te verwijderen speelden ze zowel extra massa als volume vrij zodat Venera 8 meer wetenschappelijke instrumenten kon meevoeren.

Wetenschappelijke instrumenten moederschip

Het moederscheepje beschikte over de volgende instrumenten:

• Ultraviolet spectrometer
• Zonnewind-detector
• Detector voor kosmische straling

Wetenschappelijke instrumenten lander

De bolvormige landingscapsule was uitgerust met:

• Thermometers
• Barometers
• Radiohoogtemeter
• Gammastralingsspectrometer. Een detector mat de energie van afzonderlijke gammastralen door de lichtflitsen te bestuderen die deze opwekken in een kristal. Drie gebruikelijk in de bodem voorkomende elementen zijn kalium, thorium en uranium. Die zenden karakteristieke gammastraling uit op respectievelijk 1,46 MeV, 2,62 MeV en 1,76 MeV. De hoeveelheid van deze metalen varieert echter in de diverse in de bodem aanwezige mineralen, waardoor de samenstelling van de bodem kan worden bepaald. Dit instrument was voor lancering gekalibreerd door proeven met verschillende gesteentes.
• Cadmiumsulfide fotometer, die metingen verrichtte tussen 1 en 10.000 lux. De Sovjet-Unie bouwde namelijk (door toekomstig gebruik van een veel krachtigere lanceerraket) aan een compleet nieuwe, aanzienlijk zwaardere Venera-lander. Dit bood de mogelijkheid camera's in te bouwen, maar de vluchtleiding wilde eerst weten of zonlicht überhaupt door de dichte CO₂-atmosfeer heen de oppervlakte bereikte. Immers als het beneden donker bleek moesten de Sovjets hun lander voorzien van extra krachtige schijnwerpers, die veel ruimte innamen en beroep deden op de schaarse hoeveelheid elektriciteit uit de boordbatterij.
• Instrument om de aanwezigheid van ammoniak (NH₃) in de atmosfeer te meten. De wetenschap dacht ten tijde van deze missie dat een bepaalde ammoniakverbinding een mogelijk bestanddeel van de wolken vormde. Bovendien kwam de wetenschappelijke discussie over zure regen juist op gang.

Lancering en vlucht naar Venus

De Venera 8 werd gelanceerd op 27 maart 1972 met een A-2-e Molniya draagraket vanaf Bajkonoer. De reis verliep voorspoedig en na een koerscorrectie op 6 april bereikte de verkenner na een vlucht van 117 dagen zijn bestemming. De robot koelde eerst de landingscapsule, voordat hij die afstootte.

Landing

Op 22 juli 1972 om 8:37 UTC drong Venera 8 aan de dagkant de atmosfeer van Venus binnen met een snelheid van 41.696 km/h. De dichte atmosfeer van Venus remde de sonde sterk af tot 900 km/h. Op 60 km hoogte ontplooide de remparachute met een diameter van 2,5 meter zich. De interne koeling schakelde zich in en de sonde seinde tijdens de afdaling wetenschappelijke gegevens over. De lander raakte de grond om 9:32 UTC op een positie van 335° W en 10° Z met een ruime marge van 500 km tot de dageraadsgrens en op 3000 km afstand van Venera 7. De zon stond slechts 5° boven de horizon, al verstrooide het wolkendek het tot het oppervlak doorgedrongen zonlicht. Het was de eerste landing bij daglicht op Venus.

Het was nu zaak in zo kort mogelijke tijd zo veel mogelijk gegevens te verzamelen; de capsule zou snel bezwijken door de zware omstandigheden aan het Venusoppervlak. Na 50 minuten en 11 seconden bezweek Venera 8 door de hoge temperatuur en luchtdruk op Venus en verloor radiocontact.

Wetenschappelijke resultaten

Venera 8 nam een sterke terugval in lichtsterkte waar tussen 35 en 30 km hoogte, maar lager was het lichtverval niet groter dan op grond van een heldere CO₂ atmosfeer mocht worden verwacht. Dit duidde er voor de eerste maal op dat het dichte wolkendek van Venus niet doorliep tot vlak boven het oppervlak.

Onder 10 km hoogte registreerde de sonde windsnelheden van minder dan 1 km/s.

Tevens bevestigde deze de eerdere bevindingen van Venera 7 omtrent luchtdruk en temperatuur (90 bar bij 470°C).

Uiteraard hadden wetenschappers grote belangstelling voor de lichtsterkte aan de oppervlakte in verband met toekomstige missies die eventueel camera's mee konden nemen. Hun verkenner deed 27 lichtsterktemetingen en nam ook 9 temperatuurmetingen van de desbetreffende fotosensor. De deskundigen konden gerust zijn: de lichtsterkte was hetzelfde als op een bewolkte dag op Aarde, met de aantekening dat het zicht ongeveer tot een kilometer reikte. Dit kwam overeen met een mistige dag in Moskou en bleek ruim voldoende om tijdens volgende missies opnames te maken.

Venera 8 trof slechts zeer weinig van de gezochte ammoniakverbinding aan. De gemeten waarden liepen van 0,01 tot 0,1%, maar waarschijnlijk was dat te hoog ingeschat.

De hoogtemeter nam 35 metingen, in hoogte variërend van 45,5 km tot 900 meter, en die stemden overeen met de verwachtingen. Tijdens de afdaling dreef de capsule 60 km af, waarbij de sonde hoogteverschillen aan het oppervlak tot 1200 meter opmerkte. Tevens deed het tijdens deze fase twee metingen, waarbij de permittiviteit en gemiddelde dichtheid van de bodem (1,4 g per cm³) werden vastgelegd.

De gammastralenspectrometer wees op rotsen bestaande uit 4% kalium, 6,5 thoriumdeeltjes per miljoen en 2,2 uraniumdeeltjes per miljoen. Dit kwam meer overeen met graniet dan met basalt, dat latere expedities naar Venus rapporteerden. Pas vele jaren later bleek de reden hiervoor. Nauwkeurige radarmetingen gaven toen aan, dat Venera 8 landde in een gebied met steile vulkanen, waarvan wordt aangenomen dat die ouder zijn dan de lavameren van afgekoeld basalt die het grootste deel van Venus bedekken.