Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Венера Атмосферная Маневренная Платформа ( VAMP ) является концепцией миссии по аэрокосмической компании Northrop Grumman и LGarde для включенной, длинной выдержки, пол-плавучего надувной самолет , который будет исследовать верхние слои атмосферы планеты Венеры для биосигнатуры [1] [2] , а также как выполнить атмосферные измерения. Надувной самолет имеет трапециевидную форму, которую иногда называют треугольным крылом или летающим крылом , и будет иметь двойные пропеллеры с электрическим приводом, которые будут убираться при входе в атмосферу.

Самолет предлагается запустить в качестве дополнительной полезной нагрузки в другой миссии космического корабля к Венере, вероятно, на российской «Венере -Д» в 2029 году. В дневное время ВАМП сможет проводить непрерывные научные измерения, а ночью аппарат будет снижаться на 50 км. высота, на которой он будет полностью плавучим, останется в состоянии пониженного энергопотребления и все еще будет выполнять скромные научные измерения на высоте поплавка. Нижний слой облаков Венеры, расположенный на высоте от 47,5 до 50,5 км, является кислым, но некоторые астробиологи считают его объектом исследования из-за благоприятных условий для микробной жизни, включая умеренные температуры и давление (~ 60 ° C. и 1 атм). [3]

Обзор [ править ]

Научный водитель [ править ]

Дополнительная информация: Жизнь на Венере и атмосфера Венеры
Структура облаков в атмосфере Венеры в 1979 году, обнаруженная с помощью ультрафиолетовых наблюдений с орбитального аппарата Pioneer Venus Orbiter . Темные области содержат неопознанный компонент, поглощающий УФ-свет.

Обитаемость облаков Венеры была предметом обсуждения с тех пор, как ученые Гарольд Моровиц и Карл Саган предположили это в 1967 году. [3] С тех пор последующие исследования выявили потенциал микробной обитаемости в слоях облаков Венеры из-за благоприятных химических и физических условий. условия, включая присутствие соединений серы, диоксида углерода (CO 2 ), воды и умеренных температур (0–60 ° C) и давления (∼0,4–2 атм). Однако известно, что условия на поверхности планеты неблагоприятны: температура превышает 450 ° C (860 ° F). [4]

Ультрафиолетовое (УФ) изображение Венеры выявляет локализованные области на высоте облаков, которые вызывают поглощение между 330 и 500 нм. УФ-контраст Венеры был впервые обнаружен на снимках с Земли в 1928 году и впоследствии измерен с помощью наземной поляриметрии в 1974 году, спектроскопии в 1978 году и с помощью космических аппаратов с 2008 года. [3] Несмотря на космические исследования с орбиты Venus Express , Akatsuki и MESSENGER и Venera вход зонды ( программа Венеры ) спектроскопические наблюдения показывают , что темные участки состоят из концентрированной серной кислоты и других неизвестных частиц поглощающего света, но химические и физические свойства этих контрастов до сих пор неизвестны. [3][4]

Поскольку некоторые модели предполагают, что на Венере когда-то был обитаемый климат с жидкой водой на ее поверхности в течение целых 2 миллиардов лет, некоторые ученые предполагают, что эти особенности поглощения могли быть вызваны большими массами микроорганизмов, взвешенных в нижнем слое облаков, [ 3] [4] [5] [6] и гипотетически процветают за счет метаболизма, ориентированного на железо и серу . [3] На Земле некоторые бактерии- экстремофилы могут процветать в очень кислых условиях, могут питаться углекислым газом и выделять серную кислоту. [4]

Самолет [ править ]

Предварительные
параметры		Единицы [7] [8]
Размах крыльев
55 кв.м.
Длина
20 м
Масса
900 кг
Масса полезной нагрузки
≈50 кг
Объем полезной нагрузки
≈30 м 3
Мощность солнечной батареи
≥ 8 кВт
Плавучесть газа
Водород
Максимальная скорость
30 м / с (110 км / ч)
Движение
Два гребных винта с электрическим приводом
Диаметр: 2,93 м (96 дюймов), каждая по
2 лопасти
Тяга: 90–100 фунтов силы
КожаПодогрев входа: ткань Nextel и ламинат Pyrogel
Серная кислота и солнечное тепло: тефлон PFA-AI-Vectran

Концепция Венера атмосферы Маневренный Платформа (VAMP) началась в 2012 году в рамках сотрудничества между аэрокосмической компанией Northrop Grumman и LGarde , и он состоит из надувного пола плавучести самолета с научной полезной нагрузкой , которая может выполнять в точке измерения атмосферы Венеры. [9] Самолет масштабируемый; меньшая версия будет иметь размах крыла 6 м и массу 90 кг, включая приборы; [10] средний будет иметь размах крыла 30 м и массу 450 кг, в то время как полномасштабная версия имеет размах крыла 55 м и массу 900 кг. [10]

VAMP будет развернут в космосе с помощью орбитального базового корабля, надуется и полетит в атмосферу Венеры без аэрооболочки. [11] [12] Самолет имел бы 10% плавучести и мог бы двигаться со скоростью 110 км / ч при использовании тяги и, следовательно, обеспечивая 90% подъемной силы. [13] Источником энергии будут солнечные батареи и батареи. [12] [13]

Без движения самолет опускается на высоту ≈55 км над землей, где достигает 100% плавучести. [13] [9] Пассивно плавающее транспортное средство также упрощает операции в ночное время, а также процедуры безопасного режима для восстановления. [13] Самолет может работать от нескольких месяцев до одного года, [14] и должен поддерживаться орбитальным спутником-ретранслятором для интерактивного, но не управления в реальном времени. [13] VAMP будет летать на высоте от 50 до 65 км [14] и будет покрывать широкий диапазон широт и долгот. [13]В настоящее время ведутся исследования формы самолета, его развертывания и устойчивости различных оболочечных мембран к химической (кислотной) и тепловой среде Венеры. [13] [15] [16] Команда также оценивает возможность использования линзообразной формы, которая значительно упростила бы упаковку, последовательность развертывания и конструктивную массу, но не могла бы перемещаться так эффективно. [13]

Концепция транспортного средства также была представлена ​​в мае 2017 года как доказательство концепции для исследования других планет и лун Солнечной системы с атмосферой. [12] [17]

Полезная нагрузка науки [ править ]

Предварительная концепция 2013 года предусматривает набор инструментов, которые НАСА называет «эталонной миссией по дизайну флагманского корабля Венеры» для воздушного шара. Его масса оценивается в 20 кг, и для работы потребуется 50 Вт электроэнергии. [13] Условные инструменты включают: [7]

  • Камеры
  • Спектрометр благородных газов
  • УФ-спектрометр
  • Метеорологическая станция
  • Затухание полного отражения
  • Газовый хроматограф / масс-спектрометр (ГХ / МС)
  • Поляризационный нефлометр
  • Ультразвуковой анемометр 3D
  • Датчик электрического поля
  • Оптический микроскоп

Возможные миссии [ править ]

Венера-Д

Продолжаются дискуссии о возможном участии НАСА в российской миссии « Венера-Д », запланированной на конец 2020-х годов. В 2014 году российские ученые спросили НАСА, не будут ли они заинтересованы в сотрудничестве с некоторыми инструментами для миссии. [18] [19] В рамках этого сотрудничества «Венера-Д» могла бы включать в себя некоторые американские компоненты, включая аэростаты, субспутник, долговечную (24 часа) наземную станцию ​​или маневренную воздушную платформу. [4] [18] [20] Любое возможное сотрудничество все еще обсуждается. [4] [18] [19]

Инженеры, работающие над концепцией VAMP, заявляют, что самолет масштабируемый, поэтому вариант «среднего размера» потенциально может летать в миссии «Венера-Д». Эта версия будет иметь размах крыла 30 м и массу 450 кг, включая приборы. [10]

Программа New Frontiers

Northrop Grumman также планирует принять участие в конкурсе программы NASA New Frontiers . [21] В случае выбора он может быть награжден до 1 миллиарда долларов на доработку, разработку, запуск и эксплуатацию. [15] Тем не менее, эксперты отметили, что предлагаемая система VAMP не может ответить на все ключевые вопросы, требуемые научно-исследовательской программой Venus Exploration Analysis Group (VEXAG) на 2014 г., утвержденной НАСА, и в ней будут отсутствовать измерения поверхности и измерения взаимодействия поверхности. с атмосферой. [15]

См. Также [ править ]

  • Аэробот
  • Атмосфера Венеры
  • Жизнь на Венере
  • Наблюдения и исследования Венеры

Ссылки [ править ]

  1. ↑ Астрономы размышляют о возможной жизни в облаках Венеры . Дебора Берд, Земля и небо . 31 марта 2018.
  2. ^ Ученые исследуют возможность жизни, скрытой в облаках Венеры . Критин Мур, The Inquisitr . 1 апреля 2018.
  3. ^ Б с д е е Санджай С. Limaye, Ракеш Mogul, Дэвид Дж Смит, Ариф Х. Ансари, Гжегож П. Słowik, Параг Vaishampayan. Спектральные сигнатуры Венеры и возможность жизни в облаках. Астробиология , 2018; DOI : 10,1089 / ast.2017.1783
  4. ^ Б с д е е Devitt, Терри (30 марта 2018). "Есть ли жизнь в облаках Венеры?" . Science Daily .
  5. ^ "Венера могла быть убежищем для жизни" . ABC News. 2002-09-28. Архивировано из оригинального 14 августа 2009 года.
  6. ↑ Кларк, Стюарт (26 сентября 2002). «Кислотные облака Венеры могут питать жизнь» . Новый ученый .
  7. ^ a b Основные параметры автомобиля VAMP - по состоянию на март 2015 г. Northrop Grumman. (PDF)
  8. ^ Характеристики и преимущества летательных аппаратов VAMP - по состоянию на март 2015 г. Northrop Grumman. (PDF)
  9. ^ a b Уолл, Майк (3 марта 2014 г.). «Невероятная технология: надувной самолет может совершить круиз по небу Венеры» . Space.com .
  10. ^ a b c Атмосферная маневренная платформа Venus (VAMP) - будущая работа и масштабирование миссии . (PDF). С. Варвик, Ф. Росс, Д. Сокол. 15-е заседание Группы по исследованию геологоразведочных работ Венеры (VEXAG) 2017.
  11. ^ Уникальный подход к изучению атмосферы Венеры: разработка технологий для атмосферной маневренной платформы Венеры (VAMP) . Самуэле, Рокко; Ли, Грег; Сокол, Даниил; Полидан, Рон; Гриффин, Кристен; Болисай, Линден; Мичи, Юки; Барнс, Натан. Корпорация Northrop Grumman . Американское астрономическое общество, заседание DPS № 46, id.416.03; Ноябрь 2014 г.
  12. ^ a b c Фото-релиз VAMP . Northrop Grumman. 15 мая 2015.
  13. ^ a b c d e f g h i Атмосферная маневренная платформа Венеры (VAMP) - концепция долгоживущего дирижабля на Венере. (PDF). Кристен Гриффин, Рон Полидан, Дэниел Сокол, Дин Дейли, Грег Ли, Стив Уорик, Натан Барнс, Линден Болисей, Билли Дербес, Юки Мичи, Арт Палисок. Корпорация Northrop Grumman и LGarde . 2013.
  14. ^ a b Научная миссия Венеры с атмосферной маневренной платформой . Northtrop Grumman Corp. Американское астрономическое общество , заседание DPS # 47, id 217.03; Ноябрь 2015 г.
  15. ^ a b c Леоне, Дэн (11 мая 2015 г.). "Самолет Венера подтолкнул к следующей миссии НАСА" Следующие границы " . Космические новости .
  16. ↑ Northrop Grumman начинает испытания своего венерианского дрона VAMP . Ален Клапа, 4eRevolution . 18 февраля 2016 г. [ мертвая ссылка ]
  17. ^ Венера Атмосферный Маневренный Платформа (VAMP) -Pathfinder Концепции . Lee, G .; Warwick, S .; Росс, Ф .; Сокол, Д. Семинар по моделированию Венеры, состоявшийся 9–11 мая 2017 г. в Кливленде, штат Огайо. Вклад ЛПИ № 2022, id.8006; Май 2017.
  18. ^ a b c Уолл, Майк (17 января 2017 г.). "Россия и США обдумывают совместную миссию на Венеру" . Космос . Проверено 29 октября 2017 .
  19. ^ a b НАСА изучает общие научные цели Венеры с Российским институтом космических исследований . НАСА. 10 марта 2017 г.
  20. ^ Senske, D .; Засова, Л. (31 января 2017 г.). «Венера-Д: Расширяя наш горизонт климата и геологии земной планеты через всестороннее исследование Венеры» (PDF) . НАСА .
  21. ↑ Шарки, Джим (18 мая 2015 г.). «Надувной самолет Venus может побороться за следующую миссию NASA New Frontiers» . Spaceflight Insider .

Внешние ссылки [ править ]

  • Домашний веб-сайт VAMP в Northrop Grumman