Каким должен быть космический аппарат, способный выдержать условия на Венере?
Каким должен быть космический аппарат, способный выдержать условия на Венере?
Венера у всех нередко ассоциируется с преисподней, что не случайно: из-за плотной атмосферы, состоящей почти полностью из парникового углекислого газа от жары в + 460 С не спрячешься нигде - ни на полюсах, ни в умеренных широтах, ни на экваторе. Атмосферное давление у поверхности примерно такое же, как на глубине 1 км под водой, поэтому, когда люди ещё не знали о её условиях, она ловко расправлялась с первыми советскими зондами, пытавшимися её изучить. В таких условиях не то, что живность, - любая электроника перестаёт работать! Но всё-таки самый долгоживущий советский аппарат "Венера-13", запущенный в 1982 году, смог проработать на венерианской поверхности 127 минут! Это был рекорд, который до сих пор ещё никем не побит. Такой результат удалось достичь благодаря герметичному титановому корпусу и предварительному охлаждению. Это означает, что время работы на поверхности Венеры ограничивалось очень высокой температурой, при которой плавится свинец и даже цинк! Но какие ещё могут быть "лайфхаки", которые увеличат продолжительность работоспособности аппарата?..

Из 14 попыток советских аппаратов сесть на Венеру удачными были 9. Последним аппаратом, севшим на поверхность нашей соседки, был спускаемый модуль "Вега-2", но рекорд "Венеры-13" он так и не побил: он проработал 56 минут, сделал забор грунта, отправил данные на Землю и замолчал навсегда.

Вега-2
Вега-2

Помимо высокой температуры, которую не выдерживают многие металлы, и высокого давления, сплющивающего исследовательские зонды, есть и другая проблема: из-за густой атмосферы на Венере всегда пасмурно, поэтому солнечным панелям не будет хватать энергии для поддержания работы миссии.

Ещё одна проблема - дожди из серной кислоты. До поверхности капли серной кислоты не долетают, но пары так или иначе будут присутствовать, а они вызывают коррозию металлов.

"Венера-14" - памятник советской наук...
"Венера-14" - памятник советской науке наверняка ещё до сих пор там хранится

От температуры не ТераФлю

Чтобы электроника выдержала такую высокую температуру, предлагается оснастить аппараты системой охлаждения. Это можно сделать при помощи сжиженного газа, чтобы модуль продержался хотя бы сутки.

В качестве ещё одного варианта рассматривается радиоизотопный термоэлектрический генератор, который будет питать систему охлаждения.

Ещё один вариант - сбросить аппарат на аэростате не в низины, а на одну из вершин венерианских гор, где температура будет хотя бы на 150 С ниже. Также учёные задумываются об использовании термозащитного экрана.

Инженеры NASA испытывают высокотемпературную электронику, созданную на основе кремния, способную выдерживать температуру свыше 500 С.

Добыть энергию любой ценой

А как быть с нехваткой энергии для поддержания работы автоматической межпланетной станции? Раз до солнечной энергии нам не добраться, то можно попробовать воспользоваться энергией ветров - в них Венера не знает недостатка, правда, хоть и скорость ветра у самой поверхности очень слаба, сила ветра с учётом плотности атмосферы будет достаточной, чтобы "зарядить" устройство необходимой энергией. Это уже будет что-то новенькое. Отказаться от электроники, чувствительной к теплу, предложил Джонатан Саудер - инженер лаборатории реактивного движения NASA. Он разработал проект механического ровера для экстремальных условий на Венере. Такой ровер будет иметь механический привод на ветровой энергии, что позволит аппарату продержаться около года!

Проект AREE
Проект AREE

Этот странный гусеничный ровер очень похож на танк - такая конструкция позволит ему пробраться куда угодно. Энергия от ветра будет накапливаться в его металлических или композиторных ветровых пружинах, которые намного надёжнее в подобных экстремальных условиях.

Чтобы этот "венерианский танк" смог передать информацию без электроники, предлагается установить на нём экран, который отражал бы сигналы радара с орбитального модуля, то есть венероход будет посылать сигналы на станцию азбукой Морзе. Орбитальный модуль в этом случае станет ретранслятором - помощником ровера.

Пластины сверху будут передавать сигн...
Пластины сверху будут передавать сигналы на орбитальную станцию

Решить вопрос с давлением

А к решению этой проблемы пришли ещё советские инженеры, когда догадались, что корпуса автоматических межпланетных станций следует изготовлять из титана и делать аппарат похожим на подводную лодку, способную выдержать давление и посильнее. Благодаря этой затее "Венера-13" и поставила свой рекорд по длительности работы: аппарат не раздавило, просто электроника не смогла проработать долго в такой "жаровне".

Но пока это лишь проекты и предположения. Учёные всё ещё находятся в поиске оптимального варианта для венерианской миссии.

Некоторые задают вопросы: а зачем нам Венера? Изучите Землю! Зачем вы что-то пытаетесь найти на других планетах, затрачивая на это огромные средства из бюджета?

Изучение Венеры очень важно для нас, поскольку Венера больше всех остальных планет похожа на нашу Землю. Её плотность, гравитация и размер сопоставимы с земными показателями, недаром её называют "близняшкой" Земли. Однако, посмотрите, во что она превратилась - вдруг то же самое произойдёт и с Землёй? Очень важно узнать, что случилось с Венерой для того, чтобы попытаться предотвратить подобную катастрофу на Земле - может быть, это будет в наших силах, спасти свой родной дом? Ведь нам некуда бежать и негде жить, кроме Земли, а раз у нас рядом есть один из возможных сценариев будущего нашей планеты, нам стоит очень хорошо разобраться с тем, что привело к такой глобальной климатической катастрофе. Версий такой трансформации у научного сообщества много, но чтобы узнать наверняка о том, какая из них верна, нам придётся туда наведаться, и, скорее всего, даже не один раз.Источник: "Астрономия с Ауриэль"
Опубликовано 11 февраля 2022 Комментариев 0 | Прочтений 1827

Ещё по теме...

Добавить комментарий
Периодические издания



Информационная рассылка:

Рассылка X-Files: Загадки, Тайны, Открытия