Najbardziej niegościnna planeta w Układzie Słonecznym będzie mogła zbadać najbardziej niezawodny statek kosmiczny. Sonda AREE - nowoczesna technologia bez mikroukładów i przewodów. Żadnej elektroniki, tylko oldschoolowa i lojalna mechanika.
Niewłaściwa planeta została nazwana Wenus: charakter naszego najbliższego sąsiada nie budzi miłości, ale raczej podziw. A jej głównym „problemem” była atmosfera. Niesamowicie gęsty, składa się z dwutlenku węgla i wywołuje śmiertelny efekt cieplarniany, śmiertelne temperatury i ciśnienia. Huragany, których prędkość może przekraczać 700 km / h, niosą gęste chmury gazów siarkowych, które są napędzane przez rekordową liczbę wulkanów na planetach Układu Słonecznego. Wszystko to sprawia, że trudno jest badać Wenus nawet z orbity, nie wspominając o pojazdach schodzących. Ale im więcej ofiar przynoszono jej z Ziemi.
Po raz pierwszy na tę trudną planetę odwiedziła radziecka stacja „Wenera-3”, która rozbiła się na jej powierzchni w 1966 roku. Kolejny statek kosmiczny zginął w atmosferze, a dopiero siódmy, choć został uszkodzony podczas lądowania, pracował jeszcze około 20 minut, przekazując nowe przerażające dane o lokalnym klimacie. Jednak głównym bohaterem eksploracji sąsiedniej planety była „Wenus-9”, która w 1975 roku trwała dwie godziny. Sonda wymagała odpowiedniego zabezpieczenia: na przykład kamera pokładowa została ukryta za 12-centymetrową kompozytową izolacją termiczną, w szczelnej komorze ze stopioną solą pochłaniającą ciepło i tytanową powłoką, która wytrzymałaby ogromne ciśnienie.
Radziecka sonda * Venera-9 * i wykonane przez nią panoramy.
Strzelanie odbyło się przez grube szkło kwarcowe, przez peryskop wypełniony tą samą stopioną solą, ale pod koniec pracy kamera nadal nagrzewała się powyżej 60 ° C i zgasła. Panoramy, które otrzymała, pokazały Ziemianom po raz pierwszy prawdziwą powierzchnię Wenus, a naukowcy w końcu byli przekonani, że nie czeka nas tu nic dobrego. Jeśli chcemy lepiej zbadać ten brutalny świat, lądownik będzie potrzebował innych rozwiązań - nowej, żaroodpornej elektroniki czy sprawdzonej mechaniki, jak projekt AREE, zbudowanej z wykorzystaniem nowoczesnych technologii z przeszłości.
Koszmar klimatyczny
Wenus nazywana jest „złym bliźniakiem” Ziemi: kiedyś była znacznie spokojniejsza, z umiarkowanym klimatem, a nawet zbiornikami wodnymi. Jednak w pewnym momencie wydawało się, że efekt cieplarniany ustąpił iw ciągu milionów lat doprowadził planetę do jej obecnego strasznego stanu. Naukowcy od dawna próbują opracować szczegółowy scenariusz tej katastrofy klimatycznej.
Film promocyjny:
Super rotacja atmosfery
Praktycznie cała atmosfera Wenus to jeden gigantyczny huragan, którego prędkość przekracza prędkość obrotu samej planety. Uważa się, że jego ruch jest napędzany przez Słońce: Wenus jest około jednej trzeciej bliżej niej niż my, ale jednocześnie otrzymuje dwukrotnie więcej energii. Jednak szczegóły tego mechanizmu są nadal słabo poznane.
Burze i błyskawice
Na rysunkach Wenus niebo jest stale zaśmiecone piorunami. Rzeczywiście, w jego atmosferze występują częste, ale nieregularne wybuchy aktywności, które zwykle są związane z wyładowaniami atmosferycznymi. Jednak nikt nigdy nie widział samych flar. Ponadto gromadzenie się ładunku i pojawienie się błyskawicy w jego chmurach siarkowych powinno następować inaczej niż w naszych chmurach wodnych.
Rotacja wsteczna
Planety Układu Słonecznego obracają się w tym samym kierunku, co sama gwiazda. Tylko Wenus i Uran wykazują odwrotną, wsteczną rotację. Możliwe, że sąsiednia planeta znalazła się w takiej „nienaturalnej pozycji” po zderzeniu z jakimś masywnym ciałem niebieskim. Ciekawie byłoby znaleźć ślady geologiczne tej kolizji.
Ślady życia
Jeśli Wenus rzeczywiście była w przeszłości dość wygodnym światem, czy może tu pojawić się życie? Następnie, gdy klimat planety stał się nie do zniesienia, niektóre organizmy mogły przetrwać w górnych, raczej spokojnych warstwach atmosfery. Jednak problem ten zostanie rozwiązany przez przyszłe sondy atmosferyczne i orbitalne, a reaktywny AREE będzie działał na powierzchni.
Produkcja energii
Słoneczna i nocna część dnia wenusjańskiego trwa 50 godzin, co może stwarzać duże problemy dla sond zasilanych z paneli słonecznych. Wykorzystanie źródeł promieniotwórczych (RTG) w lokalnych temperaturach nie wymaga jeszcze istniejących rozwiązań technicznych. Ale tu huragan nie ustaje, obiecując stały dopływ energii z generatora wiatrowego. AREE wykorzysta pionowy wirnik Savonius odporny na ostre podmuchy i duże prędkości, którego oś przejdzie przez środek ciężkości pojazdu. Szacuje się, że będzie w stanie dostarczyć około 3,2 Wh: do pokonania 100 m sonda będzie potrzebowała 7,9 godziny ładowania, a będzie mogła poruszać się w 8-godzinnych cyklach, przechodząc w ciągu 24 godzin do 300 m. Jeżeli AREE służy na Wenus co najmniej trzy lata będzie mógł przemierzyć do 100 km i odkrywać nie tylko równiny, ale także terasy na północ od góry Sekhmet. Szacunkowa masa systemu: 30 kg.
Wirnik Savonius, 1929
Układ sterowania
Pierwsze urządzenia obliczeniowe były mechaniczne i wykorzystywały złożone systemy kół zębatych. Swój szczyt osiągnęli podczas drugiej wojny światowej, kiedy w lunetach do bombardowania i strzelania artyleryjskiego zastosowano proste i niezawodne mechanizmy. Od tego czasu zostały one w dużej mierze wyparte przez elektronikę krzemową, ale samo podejście może być idealne dla ekstremalnej sondy kosmicznej. Na przykład, gdy jeden z torów uderzy w przeszkodę, przekładnia to „wyczuje”, co automatycznie przełączy go na bieg wsteczny, bez konieczności wykonywania najbardziej skomplikowanych obliczeń, które są wykonywane przez znacznie bardziej zaawansowane łaziki. Nawet zegary do obsługi układów wewnętrznych mają korzystać z zegarów mechanicznych, podobnych do starych chronometrów Johna Harrisona, tylko bardziej zwartych, dokładnych iw całkowicie szczelnej obudowie. Szacunkowa masa systemu: 46 kg.
Mechanizm z Antykithiry, 100 pne mi.
Dane i komunikacja
Pierwszy oczywisty sposób analogowego przechowywania i transmisji danych oferują oczywiście fonografy (1877): dane mogą być zapisane na metalowej płycie i przesłane balonami w górne warstwy atmosfery, gdzie mogą zostać odebrane przez sondę atmosferyczną. Jednak to podejście okazało się zbyt złożone, kosztowne i zawodne. Najprawdopodobniej AREE wykorzystuje jeszcze bardziej starożytny wynalazek i przechowuje informacje w postaci kombinacji igieł na powierzchni obracającego się cylindra lub wstążki - jak organy beczkowe. Aby przenieść je do sondy orbitalnej, urządzenie planuje się wyposażyć w reflektory narożne. Zmieniając swoją pozycję, AREE pozwoli „partnerowi” na orbicie zobaczyć sygnał binarny i odebrać dane, tak jak to robiono w czasach telegrafu i alfabetu Morse'a - z prędkością około 1000 bitów / s. Waga systemu jest wstępnie szacowana na 79 kg.
Kod Morse'a, 1838.
Sprzęt naukowy
Wykonywanie podstawowych pomiarów bez użycia czujników elektronicznych nie jest trudne. A na Ziemi sejsmometry, termometry, barometry, anemometry do pomiaru prędkości wiatru są często mechaniczne. Badanie składu chemicznego atmosfery lub pyłu pozwoli na stałe wskaźniki, druty zawierające substancje, które dokładnie wiążą pożądane cząsteczki i stają się kruche, co można łatwo wykryć za pomocą dynamometru sprężynowego. Jednak pełnoprawne badania mineralogiczne nadal będą wymagać zarówno elektroniki, jak i energii elektrycznej. W tym celu rozważane są możliwości umieszczenia na pokładzie AREE małych paneli słonecznych i mikroukładów żaroodpornych - jednak obciążenie naukowe misji zostanie opracowane na kolejnych etapach prac. Szacunkowa waga: 150 kg.
Termometr, barometr, XVI-XVII wiek.
Transmisja i ruch
AREE pierwotnie planowało użycie mechanicznych urządzeń do chodzenia. Jednak po konsultacji ze światowej sławy specjalistą od takich systemów, holenderskim artystą Theo Jansenem, okazało się, że są one niewystarczająco niezawodne. Obecna koncepcja misji opiera się na czołgach w kształcie rombu z pierwszej wojny światowej, z gąsienicami owiniętymi wokół kadłuba na obwodzie. Są one obliczone tak, aby umożliwić AREE pokonywanie przeszkód o wysokości do 1,1 mi przewrócenie się w przypadku wywrócenia, bez kolidowania z centralnie umieszczoną turbiną wiatrową. Siła na koła może być przenoszona bezpośrednio z wirnika lub sprężyny. Przybliżona waga systemu: 327 kg.
Czołg Mark I, 1916.
Magazynowanie energii
Akumulator sprężynowy wykonany z kompozytu żaroodpornego: jego gęstość magazynowania energii (około 0,75 W / kg) jest większa niż w przypadku układów grawitacyjnych z ciężarkami, a jego prostota i niezawodność jest większa niż w przypadku obracających się kół zamachowych. Rozważane jest użycie dodatkowych dysków do zasilania operacji wymagających dużej ilości zasobów. Wśród nich - akumulator pneumatyczny, wykorzystujący ciśnienie sprężonego powietrza w szczelnej komorze oraz akumulatory na stopione sole sodowe. „Jeśli odpowiednie technologie zostaną stworzone we właściwym czasie” - dodają programiści. Szacunkowa waga: 25 kg.
Zegarek wiosenny, ok. 1500 rok.
Roman Fishman