NASA, Venüs’e örnek bir dönüş görevi seçti

Dante Alighieri’nin destansı şiiri İlahi Komedya’da, “Buraya girenler, tüm umutlarını bırakın” sözü cehennemin kapılarını süslüyor. İlginçtir ki, Dante’nin cehennem vizyonu, Venüs’teki koşulların nasıl olduğuna dair uygun bir tanımlamadır. Ortalama 450°C (842°F) sıcaklık, Dünya’nınkinden 92 kat daha fazla atmosferik basınç ve üstelik sülfürik asit yağmuru bulutlarıyla Venüs, güneş sistemindeki en düşmanca ortamdır. Uzay Çağı’nın başlangıcına kadar uzanan uzay ajanslarının Venüs’ün atmosferini keşfetmekte neden bu kadar zor zamanlar geçirdiğine şaşmamalı.

Buna rağmen, Venüs’ün cehennem gibi ortamında örnek bir geri dönüş görevini gerçekleştirebilecek kadar uzun süre hayatta kalabilecek görevler için birçok öneri var. Böyle bir teklif, Venüs Yüzeyinden Örnek Dönüş, havacılık mühendisi ve yazar Geoffrey Landis ve NASA Glenn Araştırma Merkezi’ndeki meslektaşlarından geliyor. Önerilen konsept, bu yılın NASA Yenilikçi Gelişmiş Konseptler (NIAC) programı için seçildi. Doğrudan Venüs’ün atmosferinden itici gaz oluşturacak ve yüzeye örnek dönüş gezici yerleştirecek, güneş enerjisiyle çalışan bir uçaktan oluşuyor.

Venüs’ü keşfeden güneş enerjisiyle çalışan bir uçak konsepti, Landis ve meslektaşlarının yaklaşık 20 yıldır geliştirmekte olduğu bir konsept. onun içinde ilk makaleLandis, 2001 yılında yayınlanan “Venüs’ü Güneş Uçağıyla Keşfetmek” başlıklı makalesinde, güneş enerjisiyle çalışan bir uçağın Venüs’teki bulut güvertesinin üzerini – yüzeyden yaklaşık 60 km (37 mil) yüksekte – nasıl güvenli bir şekilde keşfedebileceğini gösterdi. Bu yükseklikte, güneş yoğunluğunun “karasal güneş yoğunluğuyla karşılaştırılabilir veya ondan daha büyük” olduğunu ve atmosferik basıncın uçuşu Mars’takinden daha kolay hale getirdiğini iddia etti.

Ayrıca Venüs’ün yavaş dönüşünün, uçağın sürekli güneş ışığına maruz kalmasını ve gece uçuşu için depolanmış enerjiye ihtiyaç duymamasını nasıl sağlayacağını da belirtti. İçinde Kağıt Landis ve NASA Glenn ve Illinois Üniversitesi’nden meslektaşları, 2003 yılında yayınlanan “Venüs’te Atmosfer Uçuşu: Kavramsal Bir Tasarım” başlıklı makalede, güneş enerjisiyle çalışan uçaklardan oluşan potansiyel bir filonun özelliklerini paylaştılar. İki yıl sonra bunu “Güneş enerjili uçaklarla Venüs atmosferinin keşfi” izledi. 2005 yılındaLandis ve aynı meslektaşları, Venüs’ün atmosferini yüzeyden 50 ila 75 km (31 ila 47 mil) uzakta keşfetme misyonunu savundular.

Bu bölge, sıcaklıkların -100°C (-148°F) ile yaklaşık 30–70°C (86–158°F) arasında değiştiği ve sülfürik asit yağmuruna maruz kalmanın minimum düzeyde olduğu Venüs’ün “orta atmosferinin” bir parçasıdır. . Dahası, Venüs’ün yavaş dönüş periyodu (243 gün) sayesinde, bulut güvertesinin üzerinde uçan güneş enerjisiyle çalışan bir uçak da sürekli gün ışığına maruz kalacaktır. Landis’in Universe Today’e e-posta yoluyla söylediği gibi:

“Venüs’ün orta atmosferi, gezegenin neredeyse en bilinmeyen bölgesidir ve bu bölgede sadece bir uçağı uçurmak bazı ilginç bilimlere yol açabilir. Uçakların uçuş üzerinde tam kontrole sahip olmaları gibi bir avantajı vardır; gitmek istediğiniz yere gidersiniz. , rüzgarın sizi gönderdiği yere değil. Örnek dönüşü için uçak bize dönüş roketiyle kontrollü bir randevu yapma seçeneği sunuyor.”

İçinde sonraki makale 2004 yılında yayınlanan “Venüs Yüzeyinin ve Atmosferinin Robotik Keşfi” ile Landis, her ikisini de içeren bir görev mimarisi sundu. yüzey robotları ve güneş enerjisiyle çalışan bir uçak. Robotlar yüzeyi 50 gün boyunca (tüm ömürleri boyunca) keşfederken, uçak Venüs’ün atmosferini yüzeyden 100 km (62 mil) ila 60 km (37 mil) yükseklikte, yani bulut güvertesinin hemen üstünde araştıracaktı. Bu noktadan itibaren Landis ve NASA Glenn’deki meslektaşları, malzeme bilimindeki ilerlemelerin yüzeye çıkma misyonunu nasıl mümkün kılacağını düşünmeye başladı.

2008 yılında Landis ve ekibi Konseptlerini sundular NASA’nın Venüs için Bilim ve Teknoloji Tanımlama Ekibine (STDT). Açıkladıkları üzere konsept, 9 metre (29,5 fit) kanat açıklığına ve 7 m (23 ft) uzunluğa sahip olacak ve bir hava kabuğunun içine sığmasına izin verecek katlanabilir bir tasarıma sahip olacak. Uçak, Venüs’e ulaştığında açılacak ve balonlar ve güneş enerjisiyle çalışan hava gemileri gibi diğer hava araçlarına göre birçok avantaja sahip olacaktı. Bunu Landis ve ekibi tarafından yapılan çeşitli çalışmalar takip etti ve tasarım zamanla gelişti.

Konseptin son 20 yılda oldukça geliştiğini ve varlığını pek çok farklı kaynağa borçlu olduğunu söylemek yeterli. Aşama I NIAC geliştirmesi için seçilen en son versiyonunda uçak, karbon monoksit roket teknolojisine dayanıyor ve kendi itici gazını doğrudan Venüs’ün atmosferinden üretiyor. Landis’in Universe Today’e söylediği gibi, bu konsept hala orijinal fikirle aynı doğrultudadır ve Venüs’ten ilk örnek iade misyonunu mümkün kılabilir:

“[T]Venüs uçaklarını inceleyerek hazırladığım ilk makale, Wright Flyer’ın yüzüncü yılını başka bir gezegendeki ilk uçuşla kutlamanın hala heyecan verici olacağını umduğumuz 2001 yılındaydı. Geçmişte incelediğimiz güneş enerjili uçaklar yüzeye yakın sıcak atmosferde değil, üst atmosferde uçmak içindi. Ancak yüksek sıcaklık elektronikleri NASA Glenn’de ve başka yerlerde geliştiriliyor ve yüzeye kadar uçmanın ve geri dönmenin gerçekten mümkün olup olmadığını düşünmeye başlamak mantıklıydı.”

“Ayrı olarak, diğer görevler için yerinde yakıt üretimine bakıyorduk ve daha önce analiz edilmemiş yerinde yakıt üretimini başka nerede uygulamayı düşünebileceğimizi ve özellikle de nerede gerçek bir başarı sağlayabileceğini düşünmeye başladım. Aksi takdirde neredeyse imkansız bir görevde fark mı var?” dedi Landis. “Venüs örneğinin dönüşü bu tür bir düşünceden kaynaklandı.”

Uçak, yüksek sıcaklıktaki yüzey sistemlerinden yararlanan bir yüzey elemanıyla eşleştirilecek. Önceki makalelerde de incelendiği gibi, bilim insanları Venüs’ün cehennem ortamında işleyebilecek kavramlar üzerinde yıllarca çalıştı. Bu, “steampunk” teknolojisi, rüzgar yelkeni veya Venüs atmosferinin aşırı sıcaklığına ve basıncına dayanabilecek özel elektronik sistemleri içeren çok çeşitli tekliflere yol açtı. Buna ek olarak uçak, atmosferik örnekler de elde edebilir ve belki de Venüs’ün bulutlarında yaşam olup olmadığı konusundaki tartışmayı çözebilir.

Landis, “Yüzey örneği açısından bu öncelikle bir jeoloji ve mineraloji görevi olacaktır” dedi. “Atmosferik bir örnek aynı zamanda astrobiyoloji için de muazzam bir bilimsel değere sahip olacak ve daha zor olan yüzey örneği görevi için iyi bir basamak olacaktır. Venüs’ün bulutlarında yakın zamanda yapılan fosfin keşfi, bulut örnekleyici fikrini daha da heyecan verici hale getiriyor.”

Aşama I fonunun güvence altına alınmasıyla Landis ve meslektaşları artık kavramsal görev mimarisini ayrıntılı tasarımlara dönüştürmeye odaklanmış durumda. Landis’in açıkladığı gibi bu, tüm görev bileşenlerinin toplu bir bütçe oluşturmak, bazı kesin rakamlar üretmek ve bunun mümkün olduğunu göstermek için birleştirileceği adım adım bir operasyon konseptinden (CONOPS) oluşacaktır. Geleceğe bakan Landis ve meslektaşları, önerilerinin hava araçlarına yönelik uygulamalara ve Venüs ve Mars’ın çok ötesine geçen keşiflere yol açacağını umuyor:

“Mars “Insight” helikopterinin öncülük ettiği gezegen keşfindeki bir sonraki büyük adımın uçuş olduğunu düşünüyorum. Yerinde kaynak kullanımı, her ne kadar kapsamlı bir şekilde konuşulsa da, henüz herhangi bir güneş sistemi gövdesinde (Dünya dışında) denenmemiştir. Bunları bir araya getirmek birçok gezegensel cismin keşfedilmesine kapı açacaktır.”

Daha fazlasını öğrenmek için NASA’nın tam listesine göz atın. NIAC 2024 seçimleri burada.