Пілотований обліт Венери

В експедиції планувалося застосовувати ракету «Сатурн-5» для запуску корабля з екіпажем з трьох осіб в політ навколо Сонця з обльотом Венери тривалістю близько року. Останній ступінь ракети S-IVB, після незначної модифікації внутрішньої будови, спочатку використовувався для виведення на орбіту і для старту з навколоземної орбіти на траєкторію польоту навколо Венери, а потім, після зливу залишків палива і заповнення баків повітрям, як великий житловий відсік - схема «wet workshop». Аналогічна схема закладалася при проєктуванні орбітальної станції «Скайлаб», яка повинна була спочатку запускатися як верхній ступінь ракети носія Сатурн-1Б (але яка врешті полетіла «мертвим вантажем» в готовому вигляді на більш потужній Сатурн V). Двигун командно-службового модуля «Аполлона» використовувався для корекції траєкторії польоту до Венери і назад, а також для гальмування перед входом корабля в атмосферу Землі. Щоб звільнити місце у службовому відсіку для тунелю, що сполучає командний відсік з S-IVB, двигун SPS був замінений на два двигуни від місячного модуля. Вони давали таку саму тягу з більш короткими соплами, а також дозволяли зробити політ безпечнішим завдяки дублюванню двигунів.

Для експериментального відпрацювання обльоту Венери планувався навколоземний орбітальний політ з відсіком на базі S-IVB та стикувальним вузлом, а також річний політ з S-IVB навколо Землі майже на геостаціонарній орбіті.

Незвичайною особливістю старту до Венери, на відміну від польоту до Місяця, було те, що переставлення з переворотом командно-службового модуля зі ступенем S-IVB проводилася до її другого увімкнення, і перевантаження виштовхували астронавтів з крісел, а не притискали до них. Це було необхідно, тому що було лише невелике «вікно» для скасування запуску і повернення командно-службового модуля на Землю в разі проблем з S-IVB, і всі системи корабля повинні були бути працездатними і перевірятися перед сходженням з навколоземної орбіти для старту до Венери.

Завданнями польоту були вимірювання і оцінювання:

• Густини, температури і тиску атмосфери Венери в залежності від широти, довготи і часу;
• Поверхні планети і її властивостей;
• Хімічного складу нижньої атмосфери і поверхні;
• Іоносферних даних, таких як радіовідбиття, електронна густина і властивості хмарних шарів;
• В оптичній астрономії — ультрафіолетового та інфрачервоного випромінювання поза атмосферою Землі для вивчення просторового розподілу водню;
• В сонячній астрономії — вимірювання сонячного спектра в ультрафіолетовій, рентгенівській і, можливо, інфрачервоній ділянках, а також моніторинг подій на Сонці;
• В радіоастрономії і радіолокаційній астрономії — складання карти радіояскравості неба і дослідження сонячного, зоряного і планетарного радіовипромінювання; радіолокація поверхні Венери і Меркурія;
• В рентгенівській астрономії — виявлення та ідентифікація нових рентгенівських джерел у Галактиці й отримання додаткової інформації щодо раніше виявлених джерел;
• Міжпланетного середовища між Землею і Венерою, включно з корпускулярним випромінюванням, магнітними полями і метеороїдами;
• Даних про планету Меркурій, яка була б у близькому протистоянні з Венерою приблизно через два тижні після її обльоту.

Фаза A передбачала запуск S-IVB та стандартного блоку II командно-службового модуля на орбіту ракетою «Сатурн-5». Екіпаж перебував окремо в службовому модулі. При бажанні він міг використовувати двигун S-IVB для виводу на високу орбіту перед його вентиляцією від залишків палива і проведення в паливних резервуарах S-IVB експериментів протягом декількох тижнів. Після оцінки використання S-IVB в якості довгострокового жилого відсіку для астронавтів, екіпаж у командно-службовому модулі відокремлювався від S-IVB і повертався на Землю.

Фаза B включала випробування космічного корабля для обльоту Венери в тривалому польоті на високій навколоземній орбіті. «Сатурн-5» запускав блок III командно-службового модуля, обладнаний для тривалого космічного польоту, і модифіковану S-IVB з модулем життєзабезпечення, необхідним для реального обльоту Венери, і після перестикування відсіків двигун S-IVB виводив апарат на колову орбіту навколо Землі висотою близько 25 000 миль (40 233 км). Ця орбіта досить далека від радіаційних поясів Землі, що імітує умови польоту на Венеру, але досить близька до Землі, щоб в екстреній ситуації астронавти могли протягом кількох годин повернутися на Землю.

Електропостачання здійснювалося б сонячними батареями, як на «Скайлаб», оскільки паливні елементи, що застосовувалися в місячних польотах, витратили б за рік занадто багато палива.

Корабель Apollo-Venus. Зліва — командно-службовий модуль, праворуч — S-IVB (ілюстрація; заміну двигуна не показано)

• Тераформування Венери
• Пілотований політ на Марс
• Важкий міжпланетний корабель

• Manned Venus Flyby study, Feb. 1, 1967(англ.)
• Preliminary considerations of Venus exploration via manned flyby, Nov 30, 1967(англ.)
• A Venus lander probe for manned flyby missions, Feb 23, 1968(англ.)
• A survey of manned Mars and Venus flyby missions in the 1970s, May 17, 1966(англ.)
• Manned Venus flyby meteorological balloon system, July 29, 1968(англ.)
• Experiment payload for manned venus encounter mission — venus tracking and data orbiter, Jun 13, 1968(англ.)
• Drop sonde and photo sinker probes for a manned venus flyby mission, May 7, 1968(англ.)

• Human Venus Exploration Architecture Studies(англ.)
• Manned Venus Orbiting Mission(англ.)
• NASA Technical Memorandum — Manned Venus Orbiting Mission(англ.)
• Youtube video of the mission, simulated using the Orbiter Spaceflight Simulator(англ.)