VAMP - kosmiczny dron, którym polecimy na Wenus

Inżynierowie Northrop Grumman i L' Garde zaprojektowali maszynę zdolną do poruszania się w ekstremalnie gęstej atmosferze Wenus – najgorętszej planety Układu Słonecznego.

W eksplorację Wenus zaangażowali się na początku lat 60. Stany Zjednoczone i ZSRR. Pierwsze misje miały na celu zbadanie atmosfery planety, ale szybko podjęto próby wylądowania na jej powierzchni. Przez kilkadziesiąt lat przeprowadzono wiele skomplikowanych i udanych przedsięwzięć, którym zawsze przyświecał ten sam cel - jak najdłużej opierać się ekstremalnym warunkom panującym nie tylko na powierzchni, ale i w wysoko ponad nią.

Siostra z piekła rodem

Reklama

Ze względu na podobną wielkość, masę i skład chemiczny Wenus nazywana jest "siostrą Ziemi". Naukowcy podejrzewają, że na jej powierzchni występowały kiedyś oceany podobne do naszych, ale gdy temperatura wzrosła, wszystkie wyparowały. Aktualnie panują tam warunki iście piekielne - temperatura waha się od 437 do 500 stopni Celsjusza. Górna warstwa globu pokryta jest idealnie zachowanymi kraterami, co sugeruje, że uległa globalnemu odnowieniu około 300 do 600 mln lat temu.

To jednak nie koniec ekstremalnych faktów na temat naszej siostrzanej planety. Jej atmosfera składa się w 96 proc. z dwutlenku węgla i jest niezwykle gęsta i ciężka - jej masa jest 93 razy większa od masy atmosfery Ziemi. Przez to ciśnienie na powierzchni prawie stukrotnie przewyższa ziemskie, więc jest porównywalne do ciśnienia panującego na głębokości 3 tys. metrów. Chcąc szukać na Wenus warunków ciśnieniowych zbliżonych do ziemskich, należałoby się wznieść na wysokość 50-60 km. Nieco niżej znajdują się chmury dwutlenku siarki, z których pada kwas siarkowy. Choć brzmi to dość nieprzyjemnie, to na pocieszenie dodam, że w całości odparowuje on mniej więcej 25 km nad piekielnie gorącą powierzchnią planety.

Atmosfera składająca się w ogromnej większości z dwutlenku węgla generuje efekt cieplarniany o niespotykanej w Układzie Słonecznym skali. To dzięki temu zjawisku temperatura na powierzchni Wenus dochodzi do 500 stopni Celsjusza i jest mniej więcej jednakowa i niezmienna na całej planecie. Takich warunków temperaturowych nie znajdziemy nawet na Merkurym - najbliższej Słońcu planety naszego układu, do którego dociera nieporównanie więcej energii słonecznej niż do Wenus.

Im wyżej ponad powierzchnię globu, tym temperatura jest coraz niższa. W kontekście przyszłych misji stanowi to marne pocieszenie, ponieważ wciąż będziemy mieli do czynienia z wysokim ciśnieniem, ciężką i gęstą atmosferą oraz stale wiejącymi wiatrami o prędkości przekraczającą 360 km/h. Okrążają one planetę w czasie 4-5 dni ziemskich i są do 60 razy szybsze od jej rotacji.

VAMP przetrwa rok w piekle

Wenusjańskie warunki praktycznie uniemożliwiają przeprowadzenie jakiejkolwiek misji załogowej i poważne utrudniają badanie globu przy pomocy sond i lądowników. Czoła stawi im jednak Venus Atmospheric Maneuverable Platform (VAMP) - bezzałogowy statek kosmiczny, przystosowany do przebywania i poruszania się w atmosferze Wenus przez ponad rok.

Producenci zapewniają, że ich dzieło, będące na razie w fazie projektu, można bez trudu skonstruować. "Nie musimy dokonywać żadnych przełomów, aby wykonać VAMP-a. Nie ma również większych niewiadomych, jeśli chodzi o technologię. Możemy go bez trudu rozwijać, jeśli tylko środowisko naukowe będzie na to gotowe" - powiedziała w rozmowie z serwisem Space.com Kristen Griffin, która reprezentuje koncern zbrojeniowy Northrop Grumman.

VAMP jest dużą i lekką konstrukcją o kształcie trójkąta. Ma 41 metrów rozpiętości skrzydeł i waży zaledwie 450 kg. Powodzenie w misji mają mu zapewnić materiały odporne na wysokie temperatury zaczerpnięte z technologii kosmicznych, szereg rozwiązań aerodynamicznych wykorzystywanych przy konstruowaniu nowoczesnych sterowców, automatyka i optyka stosowana w dronach oraz doświadczenie największych graczy w branży - m.in. NASA.

Maszyna nie uda się na Wenus samodzielnie. Poleci na pokładzie statku matki i zostanie uwolniona, kiedy ten osiągnie orbitę planety. Później rozpocznie się proces powolnego wejścia w atmosferę, dzięki czemu VAMP nie będzie narażony na działanie bardzo wysokich temperatur. Będzie to oczywiście kluczowy manewr, który w dużej mierze zadecyduje o powodzeniu misji. Projektanci cytowani przez Space.com zaznaczają jednak, że nie jest on obarczony tak dużym ryzykiem, co lądowanie na Marsie łazika Curiosity, okrzyknięte mianem "7 minut grozy" - szczegółowy opis tego przedsięwzięcia można znaleźć pod tym linkiem. "To będzie jak 1,5 godziny z lekkim drżeniem rąk" - komentuje Griffin.

VAMP zajmie pozycję na wysokości od 55 do 70 km nad powierzchnią planety. W ciągu dnia będzie zwiększał swoją wysokość przy pomocy energii generowanej przez panele słoneczne, a w nocy poleci jak szybowiec. Niezbędną do pracy energię dostarczy mu wtedy zaawansowany generator radioizotopowy Stirlinga - system zasilania jądrowego, w którym źródłem energii jest rozpad plutonu-238.

Energia pozyskiwana z reakcji jądrowej i paneli słonecznych zasili cały wachlarz narzędzi naukowych. Jeśli maszyna będzie latać na wysokości 70 km, to na pokład wejdzie około 20 kg wyposażenia. Co ciekawe, obniżenie pułapu o 2-3 km pozwoli zabrać ładunek o dziesięciokrotnie większej masie. Dane gromadzone przez aparaturę będą na bieżąco wysyłane na Ziemię - najprawdopodobniej za pośrednictwem statku matki orbitującego Wenus przez cały czas trwania misji.

Misja VAMP-a mogłaby dostarczyć mnóstwa niezwykle cennych danych, na które od lat ostrzą sobie zęby naukowcy. Dzięki nim uda się poznać historię planety i zachodzących na niej zmian. Moglibyśmy również zrezygnować z prób skonstruowania wenusjańskiego łazika.

Twórcy projektu podejrzewają, że maszyny podobne do VAMP-a sprawdziłyby się również na innych, wciąż niedostępnych dla nas ciałach niebieskich, np. Saturnie czy Tytanie.

Dowiedz się więcej na temat: Wenus | VAMP | Northrop Grumman | badania kosmosu
Najlepsze tematy