Il pianeta più inospitale del sistema solare potrà esplorare il veicolo spaziale più affidabile. Sonda AREE - hi-tech senza microcircuiti e fili. Niente elettronica, solo vecchia scuola e meccanici fedeli.
Il pianeta sbagliato si chiamava Venere: il carattere del nostro vicino più prossimo non ispira amore, ma piuttosto soggezione. E il suo "guaio" principale era l'atmosfera. Incredibilmente denso, è composto da anidride carbonica e crea un effetto serra mortale, temperature e pressioni mortali. Gli uragani, la cui velocità può superare i 700 km / h, trasportano dense nubi di gas sulfurei, alimentate da un numero record di vulcani per i pianeti del sistema solare. Tutto ciò rende difficile studiare Venere anche dall'orbita, per non parlare dei veicoli di discesa. Ma più sacrifici le vengono portati dalla Terra.
Per la prima volta, questo difficile pianeta fu visitato dalla stazione sovietica "Venera-3", che si schiantò sulla sua superficie nel 1966. La successiva navicella è morta nell'atmosfera e solo la settima, sebbene danneggiata durante l'atterraggio, ha lavorato per circa 20 minuti in più, trasmettendo nuovi dati spaventosi sul clima locale. Ma l'eroe principale dell'esplorazione del vicino pianeta fu "Venus-9", che nel 1975 durò due ore. La sonda necessitava di una protezione adeguata: ad esempio, la telecamera di bordo era nascosta dietro un isolamento termico composito di 12 centimetri, in un compartimento sigillato con sale fuso per assorbire il calore e un guscio di titanio in grado di sopportare enormi pressioni.
Sonda sovietica * Venera-9 * e panorami da essa presi.
La ripresa è stata effettuata attraverso uno spesso vetro di quarzo, attraverso un periscopio riempito con lo stesso sale fuso, ma alla fine del lavoro la fotocamera si è riscaldata ancora sopra i 60 ° C ed è morta. I panorami che ha ricevuto hanno mostrato ai terrestri per la prima volta la vera superficie di Venere, e gli scienziati sono stati finalmente convinti che nulla di buono ci aspetta qui. Se vogliamo esplorare meglio questo mondo violento, il lander avrà bisogno di altre soluzioni: nuova elettronica resistente al calore o meccanica collaudata nel tempo, come il progetto AREE, costruita utilizzando le alte tecnologie del passato.
Incubo climatico
Venere è chiamata la "gemella malvagia" della Terra: un tempo era molto più tranquilla, con un clima temperato e persino corpi idrici. Tuttavia, a un certo punto, l'effetto serra sembrò scatenarsi e nel giro di milioni di anni portò il pianeta al suo attuale stato terribile. Gli scienziati hanno cercato a lungo di capire uno scenario dettagliato per questo disastro climatico.
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Super rotazione dell'atmosfera
Praticamente l'intera atmosfera venusiana è un gigantesco uragano, la cui velocità supera la velocità di rotazione del pianeta stesso. Si ritiene che il suo movimento sia alimentato dal Sole: Venere è circa un terzo più vicina ad esso di noi, ma allo stesso tempo riceve il doppio di energia. Tuttavia, i dettagli di questo meccanismo sono ancora poco conosciuti.
Temporali e fulmini
Nei disegni di Venere, il cielo è costantemente disseminato di fulmini. Nella sua atmosfera ci sono infatti frequenti ma irregolari esplosioni di attività che sono solitamente associate a fulmini. Tuttavia, nessuno ha mai visto i razzi stessi. Inoltre, l'accumulo di carica e la comparsa di fulmini nelle sue nuvole sulfuree dovrebbero avvenire in modo diverso rispetto alle nostre nuvole d'acqua.
Rotazione retrograda
I pianeti del sistema solare ruotano nella stessa direzione della stella stessa. Solo Venere e Urano mostrano una rotazione inversa e retrograda. È possibile che il pianeta vicino sia entrato in una tale "posizione innaturale" dopo la collisione con un enorme corpo celeste. Sarebbe interessante trovare tracce geologiche di questa collisione.
Tracce di vita
Se Venere era davvero un mondo abbastanza confortevole in passato, allora la vita potrebbe apparire qui? Successivamente, quando il clima del pianeta è diventato insopportabile, alcuni organismi potrebbero sopravvivere negli strati superiori, piuttosto calmi dell'atmosfera. Tuttavia, questo problema verrà affrontato da future sonde atmosferiche e orbitali, e l'AREE di rientro lavorerà sulla superficie.
Produzione di energia
La parte solare e quella notturna del giorno venusiano durano 50 ore, il che può creare grossi problemi alle sonde alimentate da pannelli solari. L'uso di sorgenti radioattive (RTG) a temperature locali richiede soluzioni tecniche non ancora esistenti. Ma l'uragano non si attenua qui, promettendo un flusso costante di energia dal generatore eolico. AREE utilizzerà un rotore verticale Savonius resistente alle forti raffiche e alle alte velocità, il cui asse passerà per il baricentro del veicolo. Si stima che possa erogare circa 3,2 Wh: per superare i 100 m la sonda avrà bisogno di 7,9 ore di ricarica, e potrà muoversi in cicli di 8 ore, passando in 24 ore fino a 300 m. Se AREE serve almeno su Venere tre anni, potrà percorrere fino a 100 km ed esplorare non solo le pianure, ma anche le tessere a nord del monte Sekhmet. Massa stimata del sistema: 30 kg.
Rotore Savonius, 1929
Sistema di controllo
I primi dispositivi informatici erano meccanici e utilizzavano complessi sistemi di ruote dentate. Hanno raggiunto il loro apice durante la seconda guerra mondiale, quando meccanismi semplici e affidabili sono stati utilizzati nei cannocchiali per bombardamenti e tiri di artiglieria. Da allora, sono stati in gran parte soppiantati dall'elettronica al silicio, ma l'approccio stesso potrebbe essere l'ideale per una sonda spaziale estrema. Ad esempio, quando uno dei binari colpisce un ostacolo, la trasmissione lo “percepirà”, il che la farà passare automaticamente in retromarcia, senza richiedere i calcoli più complicati che vengono eseguiti da rover molto più avanzati. Anche gli orologi per il funzionamento dei sistemi interni dovrebbero utilizzare quelli meccanici, simili ai vecchi cronometri di John Harrison, solo più compatti, precisi e in una cassa completamente sigillata. Massa del sistema stimata: 46 kg.
Meccanismo di Antikythera, 100 a. C. e.
Dati e comunicazione
Il primo modo ovvio di archiviazione e trasmissione analogica dei dati è offerto, ovviamente, dai fonografi (1877): i dati possono essere registrati su una piastra metallica e inviati su palloncini nell'alta atmosfera, dove possono essere rilevati da una sonda atmosferica. Tuttavia, questo approccio è risultato troppo complesso, costoso e inaffidabile. Molto probabilmente, AREE utilizza un'invenzione ancora più antica e memorizzerà le informazioni sotto forma di una combinazione di aghi sulla superficie di un cilindro o nastro rotante, come un organo a botte. Per trasmetterli alla sonda orbitale, il dispositivo è progettato per essere dotato di riflettori angolari. Cambiando la loro posizione, AREE permetterà al "partner" in orbita di vedere un segnale binario e ricevere dati, come si faceva ai tempi del telegrafo e del codice Morse - a una velocità di circa 1000 bit / s. Il peso del sistema è stimato provvisoriamente a 79 kg.
Codice Morse, 1838.
Apparecchiature scientifiche
Effettuare misurazioni di base senza utilizzare sensori elettronici non è difficile. E sulla Terra, i sismometri, i termometri, i barometri, gli anemometri per misurare la velocità del vento sono spesso meccanici. Lo studio della composizione chimica dell'atmosfera o della polvere consentirà indicatori solidi, fili contenenti sostanze che legano accuratamente le molecole desiderate e diventano fragili, che possono essere facilmente rilevati da un dinamometro a molla. Tuttavia, la ricerca mineralogica a tutti gli effetti richiederà ancora sia l'elettronica che l'elettricità per l'alimentazione. Per questo, si stanno valutando le possibilità di collocare piccoli pannelli solari e microcircuiti resistenti al calore a bordo di AREE - tuttavia, il carico scientifico della missione verrà elaborato nelle prossime fasi del lavoro. Stima del peso: 150 kg.
Termometro, barometro, XVI-XVII secolo.
Trasmissione e movimento
AREE originariamente prevedeva di utilizzare dispositivi di deambulazione meccanici. Tuttavia, dopo aver consultato lo specialista di fama mondiale in tali sistemi, l'artista olandese Theo Jansen, si è scoperto che non erano sufficientemente affidabili. L'attuale concetto di missione si basa sui carri armati "a forma di diamante" della prima guerra mondiale, con tracce avvolte attorno allo scafo lungo il perimetro. Si stima che consentiranno ad AREE di superare ostacoli fino a 1,1 m di altezza e ribaltarsi in caso di capovolgimento, senza interferire con la turbina eolica situata in posizione centrale. La forza sulle ruote può essere trasferita direttamente dal rotore o dalla molla. Peso approssimativo del sistema: 327 kg.
Tank Mark I, 1916.
Accumulo di energia
Un accumulatore a molla realizzato con un composito resistente al calore: la sua densità di accumulo di energia (circa 0,75 W / kg) è superiore a quella dei sistemi gravitazionali con pesi, e la sua semplicità e affidabilità è superiore a quella dei volani rotanti. Viene preso in considerazione l'uso di unità aggiuntive per alimentare le operazioni ad alta intensità di risorse. Tra questi: un accumulatore pneumatico, che utilizza la pressione dell'aria compressa in una camera sigillata e batterie su sali di sodio fuso. "Se le tecnologie appropriate vengono create al momento giusto", aggiungono gli sviluppatori. Stima del peso: 25 kg.
Orologio primaverile, ca. 1500 anni.
Roman Fishman
