Венера представляет собой особый вызов для исследователей космоса. Да, поверхность есть, но адские температуры и атмосферное давление на поверхности Венеры имеют тенденцию довольно быстро раздавливать космические корабли. Может быть, есть способ лучше взглянуть на тепличную планету, если не считать постройки надводного корабля для подводных лодок? Недавно предложенная концепция НАСА предполагает использование дирижаблей. Да, дирижабли с людьми в них.
Но, как вы увидите ниже, в последнее десятилетие НАСА и европейцы активно обсуждали воздушные шары и дирижабли как лучший способ исследовать Венеру, не касаясь ее адской поверхности.
Венера может показаться не чем иным, как отвлечением агентства, которое говорит об исследовании Марса в 2030-х годах (недавнее испытание Ориона без экипажа стало первым заявленным шагом в этом направлении, хотя критики говорят, что он не приведет нас к Красной планете). Однако, если оставить это в стороне, исследование Венеры с помощью воздушного шара - идея вовсе не новая, даже в НАСА. Сторонники концепции эксплуатации высокогорной Венеры (HAVOC) даже утверждают, что мы должны отправиться на Венеру.доМарс, как недавно сказал Universe Today один из со-ведущих.
«Человеческая миссия к Венере не является объектом внимания многих людей, но нам очень понравилось работать над концепциями этой миссии», - сказал Крис Джонс из Лэнгли, соруководитель проекта, в интервью Нэнси Аткинсон из Universe Today. «Это было внутреннее исследование: как выглядит будущее человечества в космосе? Откровенно говоря, мы рассматриваем Венеру как потенциально не позднее второго пункта назначения на планете, куда могут отправиться люди, после Марса или даже до Марса ».
Художественная концепция миссии High Altitude Venus Operational Concept (HAVOC) - далеко идущая концепция, разработанная НАСА для приближения к планете. Предоставлено: Исследовательский центр НАСА в Лэнгли / YouTube (снимок экрана).
Почему? Джонс объяснил, что, поскольку для достижения Венеры требуется более короткое время, это делает его «ступенькой или тренировочным бегом», чтобы доставить людей на Марс. «Лучшим был бы долгоживущий наземный спускаемый аппарат, но технологические проблемы для наземных роботизированных миссий довольно значительны, а человеческая миссия на поверхность почти непреодолима. То, что осталось, - это хорошая платформа для научной миссии на средних высотах, и она рисует хорошую картину для полета человека в атмосфере на высоте 50 километров ».
Предлагаемый профиль полета дирижабля HAVOC на Венере. Предоставлено: Отдел анализа космических миссий, Исследовательский центр НАСА в Лэнгли.
Облака Венеры, сказал Джонс, представляют собой идеальное место для людей, чтобы бродить с космического корабля. Условия на высоте 50 километров (31 миля) над поверхностью примерно такие же, как у Земли, и давление и атмосфера.
«Воздух сам по себе является подъемным газом на таких высотах, - добавил он, - поэтому вам не нужно приносить с собой какой-то нелепый запас гелия, чтобы это работало. А остальные параметры окружающей среды на расстоянии 50 километров на самом деле довольно хороши: сила тяжести примерно такая же, как на поверхности Земли, атмосферное давление примерно такое же, как у Земли, и мы потенциально можем производить значительное количество этого воздуха, обрабатывая углерод. диоксид. Вот некоторые из фактов, которые мы увидели на раннем этапе, которые вдохновили нас на это ».
Также было бы больше солнечной энергии и защиты от радиации, чем на Марсе, а температуру - хотя и довольно высокую - можно было бы довольно легко учесть в конструкциях космических аппаратов.
Джонс предоставил некоторые подробности о том, как команда проведет около 30 дней, исследуя планету после путешествия туда и обратно (всего 440 дней). Имейте в виду, что миссия находится только на ранних стадиях, когда даже думают о разработке. Стоимость, сроки, согласования и многие другие препятствия необходимо будет преодолеть, прежде чем это станет реальностью.
Подробная информация о предполагаемой миссии дирижабля HAVOC к Венере. Предоставлено: Отдел анализа космических миссий, Исследовательский центр НАСА в Лэнгли.
«Важнейшими параметрами атмосферы Венеры являются большие продольные ветры», - сказал Джонс. «Если бы вы просто катались на них, вам понадобилось бы около 110 часов, чтобы облететь планету. Другая составляющая ветра подталкивает вас к полюсам. Чтобы оставаться около экватора, где меньше турбулентности, дирижабль будет ездить на продольных ветрах, используя двигательную установку, чтобы противостоять тем ветрам, которые толкают вас к полюсам ».
По словам Джонс, эта концепция возникла из научных целей для планеты, созданных Группой анализа исследования Венеры НАСА, в задачи которой входит понимание атмосферы и ее взаимодействия с поверхностью. Исследовательский центр НАСА в Лэнгли также преследует цели человека, которые они рассматривают, например, показать, как люди могут работать в глубоком космосе, и разработать передовые технологии для достижения этой цели.
Предлагаемый план исследования Венеры для HAVOC. Предоставлено: Отдел анализа космических миссий, Исследовательский центр НАСА в Лэнгли.
Миссия HAVOC начнется с серии поэтапных разведывательных вылетов. На первом этапе будет исследоваться атмосфера Венеры с помощью роботизированной миссии, а на втором - полет на орбиту с экипажем, который будет включать в себя запуск беспилотного роботизированного дирижабля в атмосфере.
Третий этап - это 30-дневная миссия, описанная выше, в то время как четвертый этап потенциально может длиться до года. Если он дойдет до фазы 5, это будет «постоянное присутствие в атмосфере Венеры», - сказал Джонс.
Сравнение размеров кораблей для предполагаемой миссии HAVOC к Венере. Предоставлено: Отдел анализа космических миссий, Исследовательский центр НАСА в Лэнгли.
Примечательно: воздушные шары ранее обсуждались в НАСА, в частности, защитником исследования Венеры Джеффри Лэндисом из НАСА Гленн, и Джонс сказал Universe Today, что эта новая команда черпала вдохновение из предыдущей работы Лэндиса.
Universe Today брала у Лэндиса интервью в 2008 году о миссиях, которые он предлагал. дирижабли колонии людей а также беспилотные самолеты на солнечных батареях . И в это исследование 2010 года , он предложил три идеи для исследования поверхности с помощью низковысотных аэростатов без экипажа. Один будет скользить по облакам на расстоянии около 25 километров (15,6 миль), а две другие концепции (более жесткие, естественно) будут летать на высоте около 5 километров (3 мили). Это было представлено на заседании Американского института аэронавтики и астронавтики в том же году.
Остающееся ядро Оперативной Концепции Высотной Венеры (HAVOC), далекой миссии, разрабатываемой НАСА, в концепции этого художника. Предоставлено: Исследовательский центр НАСА в Лэнгли / YouTube (снимок экрана).
«Заметным преимуществом атмосферы Венеры из углекислого газа является то, что она позволяет использовать гораздо более широкий диапазон подъемных газов для воздушного шара; не просто водород или гелий, обычно используемые для наземных воздушных шаров », - написал Ландис в газете. «Кислород и азот, по сути, поднимают газы в атмосферу Венеры (хотя и не очень хорошие). На рассматриваемых высотах двумя другими подъемными газами являются вода (который является газом при рассматриваемых температурах) и аммиак ».
Лэндиса также не отпугнули суровые условия на поверхности. Хотя поверхность Венеры сложна - ее атмосфера толщиной 480 градусов по Цельсию (900 по Фаренгейту) уничтожила советские зонды Венеры за считанные минуты - он же обеспечено финансирование НАСА на ранней стадии для концепта роботизированного марсохода по прозвищу «Зефир». «Парусный спорт на Венере! Как это круто? У проекта будет исключительный фактор участия общественности », - говорится на странице описания для Landsailing Rover Venus читает.
Короче говоря, Гленн создал электронику, котораяжестяная банкапродолжают функционировать при температурах, подобных тем, что встречаются на поверхности. Моделирование также показывает, что солнечные элементы будут работать, хотя и с меньшей эффективностью. Отсюда и идея использовать сильно усиленный наземный парус, чтобы воспользоваться преимуществами атмосферы Венеры, в 100 раз превышающей давление на поверхности Земли. Скорость ветра меньше метра секунды, но за ним стоит огромная сила. И, по крайней мере, часть Венеры кажется плоской, со скалами толщиной всего в сантиметр на снимках Венеры.
Художественная концепция марсохода на Марсе, основанная на идее Джеффри Лэндиса из НАСА. Предоставлено: НАСА.
Воздушные шары также были рассмотрены Европейским космическим агентством, особенно в форме беспилотного самолета. Зонд входа в Венеру подробно обсуждается в этой презентации от Surrey Satellite Technology Ltd. Он будет включать в себя низкий орбитальный аппарат Венеры, который будет отображать планету в дополнение к измерениям, приближенным к земле, спутник-ретранслятор Венеры, который будет отправлять информацию с воздушного шара, и сам «аэробот».
«Аэробот состоит из воздушного шара длительного действия и гондолы… которая будет анализировать средний облачный слой Венеры на высоте ~ 55 км, где окружающая среда относительно благоприятна. Аэростат будет запускать рой активных «балластных» микро-зондов, которые после запуска будут определять вертикальные профили нижних слоев атмосферы », - говорится в презентации. Более подробную информацию можно получить здесь Презентация семинара ЕКА 2004 г. Суррей и это Веб-страница ЕКА , в котором говорится, что исследование было завершено в 2005 году.
Студенты даже изучали идеи венерианских воздушных шаров, например, в Летней школе Альпбаха в 2014 году, спонсируемой Европейским космическим агентством. Неопытная идея под названием EvolVe предлагает совместную миссию орбитального аппарата и воздушного шара чтобы увидеть, как тектоническая активность и вулканы повлияли на поверхность Венеры, среди других научных целей. Воздушный шар будет парить в том же районе, примерно от 50 до 60 км (от 31 до 37 миль), и исследовать поверхность с помощью радара и других инструментов. Его одна из двух выбранных концепций для дальнейшего исследования, которое может привести к презентации на научной конференции и / или публикации в научном журнале.