Со всеми орбитальными миссиями на различных планетах в нашей солнечной системе ученые смогли собрать огромное количество данных, чтобы помочь нам понять наши соседние миры. Но представьте себе миссию, которая может летать ниже орбитальных высот - фактически летать в атмосфера другой планеты и ближе к поверхности - и представьте, насколько более подробными могут быть данные. Этот тип миссии был бы особенно полезен на Венере, где сильная жара и давление воздуха на поверхности в значительной степени препятствуют успеху любого типа полета. Так, в прошлом году, когда НАСА сформировало Группу по определению науки и техники (STDT) для изучения концепции флагманской миссии на Венеру, в ожидании был доктор Джеффри Лэндис. В течение последних нескольких лет Лэндис и группа ученых и инженеров из Исследовательского центра Гленна при НАСА изучали концепцию самолета на солнечной энергии на Венере. По словам Лэндиса, небольшой самолет, работающий на солнечной энергии, может непрерывно летать в атмосфере Венеры и будет идеальным средством сбора данных об атмосфере и поверхности планеты, способных маневрировать практически в любом месте.
«В настоящее время существует большой интерес к Венере», - сказал Лэндис. «В последнее время мы довольно часто смотрим на Марс, и в некотором смысле Марс является близнецом Земли, но в еще большей степени Венера является близнецом Земли. Поэтому мы много узнаем о Земле, изучая Венеру ».
Самолет на солнечной энергии давно интересовал Лэндиса. «Я провел много времени в колледже, создавая модели самолетов, поэтому идея полета самолета на Венере звучала для меня очень интересно», - сказал он.
С 2000 года Лэндис и его команда изучают эту концепцию, и Ландис недавно представил свои выводы в STDT НАСА для Венеры. «Я пытался вызвать энтузиазм к тому, что мы сделали», - сказал он. Основная работа, проделанная группой до сих пор, была сосредоточена на самом самолете, проверяя, что концепция действительно сработает.
«Мы провели тщательное исследование дизайна, чтобы определить, есть ли какие-нибудь демонстраторы», - сказал Лэндис. «Мы не думаем, что есть. Мы думаем, что это очень выполнимый проект ».
Самолет должен был бы сложиться, чтобы поместиться в небольшом аэроскале для научной миссии класса «Дискавери». По прибытии на Венеру корабль вылетел бы из аэросбора, развернулся и начал скользить по атмосфере. С солнечными элементами, покрывающими всю поверхность, самолет будет лететь строго на солнечной энергии, не нуждаясь в топливе. Команда разработала складную конструкцию с размахом крыльев 9 метров и длиной чуть менее 7 метров.
Удивительно, но плотность атмосферы Венеры не должна быть проблемой для полета на солнечном самолете. «На высотах, которые мы будем летать, это было бы похоже на полет на умеренных высотах на Земле», - сказал Лэндис. «Венера на самом деле очень легкая планета, на которой можно летать. Интересно, что проблема на Венере - ветер. Оказывается, это очень ветреная планета, и мы хотели бы, чтобы наш солнечный самолет летал под солнцем, поэтому мы должны летать быстрее ветра, чтобы оставаться на солнце. Если мы сможем это сделать, мы сможем летать вечно ».
Аппарат должен был бы быть способен выдерживать полет при скорости ветра или выше, около 95 м / с на уровне облаков, на высоте от 65 до 75 км над поверхностью. Для исследования на более низких высотах самолет может скользить вниз в течение нескольких часов, а затем подниматься на более высокие высоты, позволяя исследовать слои облаков. Но самолет должен быть в солнечном свете большую часть времени. Анализ команды полета с использованием аккумуляторной батареи показывает, что он не сможет удерживать самолет на зарядке от батареи во время пролета через ночную сторону планеты.
Что касается науки, которую можно почерпнуть из самолета на Венере, работающего на солнечной энергии, команда Лэндиса в первую очередь предусмотрела миссию по изучению атмосферы Венеры. Тем не менее, они также рассмотрели возможность использования его для радиолокационной миссии, и, в частности, если можно использовать два самолета, один может быть передатчиком, а другой - приемником для выполнения так называемого «бистатического радара», где вы меняете угол между передача и приемник для предоставления дополнительной информации о планете. Но в основном самолет летит намного ближе к поверхности, чем орбитальный космический корабль, чтобы собрать более подробную информацию о планете.
В настоящее время команда Лэндиса фокусируется на том, какой вид науки можно сделать, и как его лучше всего достичь. «В последнее время мы просто изучали Венеру и спрашивали себя, что мы хотим сделать», - сказал Лэндис. «Является ли самолет правильным? Мы также смотрели на дирижабли. Вы можете заставить дирижабль летать на планете Венера, которая имеет как преимущества, так и недостатки перед самолетом, поэтому мы спрашиваем себя, на какой высоте в облаках мы хотим летать - выше, ниже или в облаках - и какую науку мы можем сделать? Очень тяжелая часть на Венере летит низко. Летать высоко очень легко, но чем ниже вы сможете летать, тем лучше будет наука. Но летать низко будет сложно.
Интересно, что в прошлом году студенты из Бостонского университета также провели исследование дизайна солнечного самолета на Венере, и они рассмотрели проект, разработанный командой Лэндиса. Студенты БУ также пришли к выводу, что миссия была вполне осуществимой. «Они посмотрели на базовый дизайн самолета: можете ли вы летать на Венере? Мы смотрели на такие вещи, как: не могли бы вы сложить его в аэросолу, и как он будет развернут и т. Д. «Мы сочли это второе исследование очень полезной для нас проверкой здравомыслия, что независимая группа людей посмотрела на наши идеи и сказала, что нет, об этом не может быть и речи».
Итак, когда полет самолета на солнечной энергии может быть готов к полету над Венерой? «Это зависит от того, насколько сложна миссия, которую вы хотите выполнить», - сказал Лэндис. «Если вы выполняете простую миссию на солнечном самолете, мы показали, что в самом самолете нет никаких демонстрационных технологий, поэтому я думаю, что это то, что мы могли бы сделать в ближайшем будущем, к следующему десятилетию. Но чем сложнее интересующая вас миссия, скажем, если вы заинтересованы летать низко или в полярных регионах, в местах, где труднее летать, нам придется отступить и подумать о том, какой тип транспортного средства правильный. было бы."
В этой статье обсуждается больше информации о солнечной энергии Венеры.
