Dzięki wszystkim misjom orbitalnym na różnych planetach naszego Układu Słonecznego naukowcy byli w stanie zebrać niesamowitą ilość danych, które pomogą nam zrozumieć nasze sąsiednie światy. Ale wyobraź sobie misję, która mogłaby latać poniżej wysokości orbitalnych - właściwie latać w atmosferę innej planety i bliżej powierzchni - i wyobraź sobie, o ile bardziej szczegółowe mogą być dane. Ten rodzaj misji byłby szczególnie pomocny na Wenus, gdzie intensywne ciepło i miażdżące ciśnienie powietrza na powierzchni zasadniczo wykluczają powodzenie każdego rodzaju misji lądownika. Tak więc w ubiegłym roku, kiedy NASA utworzyło Zespół ds. Definicji Nauki i Technologii (STDT) w celu zbadania koncepcji sztandarowej misji na Wenus, na skrzydłach czekał dr Geoffrey Landis. Przez ostatnie kilka lat Landis wraz z grupą naukowców i inżynierów z Glenn Research Center NASA badali koncepcję samolotu napędzanego energią słoneczną w Venus. Landis twierdzi, że mały samolot zasilany energią słoneczną mógłby latać w sposób ciągły w atmosferze Wenus i byłby idealnym pojazdem do gromadzenia danych zarówno o atmosferze, jak i powierzchni planety, z możliwością manewrowania niemal wszędzie.
„W tej chwili istnieje duże zainteresowanie Wenus”, powiedział Landis. „Ostatnio przyglądaliśmy się Marsowi i pod pewnymi względami Mars jest bliźniakiem Ziemi, ale w jeszcze większym stopniu Wenus jest bliźniakiem Ziemi. Więc dużo się dowiadujemy o Ziemi, badając Wenus. ”
Samolot zasilany energią słoneczną od dawna interesuje Landis. „Spędziłem dużo czasu na budowie samolotów modelowych na studiach, więc pomysł latania samolotem na Wenus brzmiał dla mnie bardzo interesująco” - powiedział.
Od 2000 r. Landis i jego zespół badali tę koncepcję, a Landis niedawno przedstawił swoje odkrycia firmie STDT NASA ds. Wenus. „Próbowałem podnieść entuzjazm do tego, co zrobiliśmy” - powiedział. Dotychczasowa główna praca grupy koncentrowała się na samym samolocie, sprawdzając, czy koncepcja faktycznie zadziała.
„Przeprowadziliśmy dokładne badanie projektu, aby ustalić, czy są jakieś przeszkody”, powiedział Landis. „Nie sądzimy, że są. Uważamy, że jest to bardzo wykonalny projekt. ”
Samolot musiałby się złożyć, aby zmieścić się w małej aerozolu do misji naukowej klasy „Odkrycie”. Po przybyciu na Wenus statek rozłożył się z aeroshell, rozwijał się i zaczął szybować w atmosferze. Dzięki ogniwom słonecznym pokrywającym całą powierzchnię samolot leciałby ściśle na energii słonecznej, nie potrzebując paliwa. Zespół opracował składaną konstrukcję, która ma rozpiętość skrzydeł 9 metrów i długość nieco poniżej 7 metrów.
Zaskakujące jest, że gęstość atmosfery Wenus nie powinna stanowić problemu dla misji słonecznego samolotu. „Na wysokościach, na których będziemy latać, to byłoby jak latanie na umiarkowanych wysokościach na Ziemi” - powiedział Landis. „Wenus jest w rzeczywistości bardzo łatwą do latania planetą. Co ciekawe, problemem na Wenus jest wiatr. Okazuje się, że jest to bardzo wietrzna planeta i chcielibyśmy, aby nasz samolot słoneczny latał pod słońcem, więc musimy latać szybciej niż wiatr, abyśmy mogli pozostać w słońcu. Jeśli możemy to zrobić, możemy zasadniczo latać wiecznie. ”
Jednostka musiałaby być zdolna do podtrzymywania lotu z prędkością wiatru lub powyżej prędkości wiatru, około 95 m / s na najwyższym poziomie chmur, 65 do 75 km nad powierzchnią. W celu eksploracji na niższych wysokościach samolot mógł szybować przez kilka godzin, a następnie wznosić się z powrotem na wyższe wysokości, umożliwiając sondowanie warstw chmur. Ale samolot przez większość czasu musiałby być w słońcu. Przeprowadzona przez zespół analiza lotu z wykorzystaniem akumulatorów pokazuje, że nie zadziałałoby utrzymanie samolotu na wysokości na zasilaniu akumulatorowym podczas przelotu przez nocną stronę planety.
Jeśli chodzi o naukę, którą można uzyskać z samolotu napędzanego energią słoneczną w Wenus, zespół Landisa przewidział przede wszystkim misję zbadania atmosfery Wenus. Jednak zastanawiali się również nad wykorzystaniem go do misji radarowej, a zwłaszcza, gdyby można było użyć dwóch samolotów, jeden mógł być nadajnikiem, a drugi odbiornikiem, aby robić tak zwany „radar bistatyczny”, w którym zmieniasz kąt między transmisja i odbiornik w celu dostarczenia dodatkowych informacji o planecie. Ale głównie samolot leci znacznie bliżej powierzchni niż orbitujący statek kosmiczny, aby zebrać bardziej szczegółowe informacje o planecie.
Zespół Landis skupia się obecnie na tym, jaki rodzaj nauki można zrobić i jak najlepiej to osiągnąć. „To, co ostatnio robiliśmy, to po prostu badanie Wenus i zadawanie sobie pytania, co chcemy robić”, powiedział Landis. „Czy samolot jest właściwy? Patrzyliśmy też na sterowce. Możesz sprawić, by zeppelin latał na planecie Wenus, która ma zarówno zalety, jak i wady w stosunku do samolotu, więc zadajemy sobie pytanie, na jakiej wysokości w chmurach chcemy latać - powyżej, poniżej lub w chmurach - i jaką naukę możemy zrobić? Bardzo trudna część Wenus leci nisko. Latanie wysoko jest bardzo łatwe, ale im niżej można latać, tym lepszą naukę można osiągnąć. Ale latanie nisko będzie trudne.
Co ciekawe, w ubiegłym roku studenci z Uniwersytetu w Bostonie przeprowadzili również badanie projektu samolotu słonecznego na Venus i przyjrzeli się projektowi, który wymyślił zespół Landisa. Studenci BU również doszli do wniosku, że misja była całkiem wykonalna. „Przyjrzeli się podstawowej konstrukcji samolotu: czy potrafisz latać na Wenus? Przyjrzeliśmy się takim rzeczom, czy mógłbyś złożyć go w aeroshellę i jak można go rozmieścić itp. ”- powiedział Landis. „Okazało się, że to drugie badanie jest dla nas bardzo przydatnym sprawdzeniem rozsądku, że niezależna grupa ludzi spojrzała na nasze pomysły i powiedziała, że nie, nie jest to wykluczone”.
Kiedy więc misja samolotu napędzanego energią słoneczną może być gotowa do przelotu nad Wenus? „To zależy od tego, jak trudna jest misja, którą chcesz wykonać” - powiedział Landis. „Jeśli wykonujesz prostą misję słonecznego samolotu, pokazaliśmy, że w samym samolocie nie ma żadnych technologicznych przystanków, więc myślę, że jest to coś, co moglibyśmy zrobić w najbliższym czasie, do następnej dekady. Ale im trudniejsza jest misja, którą jesteś zainteresowany, powiedzmy, jeśli chcesz latać nisko lub w regionach polarnych, miejscach, w których trudniej latać, musielibyśmy się wycofać i pomyśleć o tym, jaki rodzaj pojazdu jest właściwy byłoby."
W tym artykule omówiono więcej informacji na temat samolotu zasilanego energią słoneczną Venus
