El planeta más inhóspito del sistema solar podrá explorar la nave espacial más confiable. Sonda AREE: alta tecnología sin microcircuitos ni cables. Sin electrónica, solo vieja escuela y mecánicos leales.
El planeta equivocado se llamó Venus: el carácter de nuestro vecino más cercano inspira no amor, sino asombro. Y su principal "problema" era el ambiente. Increíblemente denso, está compuesto de dióxido de carbono y crea un efecto invernadero mortal, temperaturas y presiones mortales. Los huracanes, cuya velocidad puede superar los 700 km / h, transportan densas nubes de gases sulfurosos, alimentados por un número récord de volcanes para los planetas del sistema solar. Todo esto dificulta el estudio de Venus incluso desde la órbita, sin mencionar los vehículos de descenso. Pero los más sacrificios le son traídos desde la Tierra.
Por primera vez, este difícil planeta fue visitado por la estación soviética "Venera-3", que se estrelló en su superficie en 1966. La siguiente nave espacial murió en la atmósfera, y solo la séptima, aunque resultó dañada durante el aterrizaje, funcionó durante unos 20 minutos más, transmitiendo nuevos datos alarmantes sobre el clima local. Pero el héroe principal de la exploración del planeta vecino fue "Venus-9", que en 1975 duró dos horas. La sonda necesitaba la protección adecuada: por ejemplo, la cámara de a bordo estaba escondida detrás de un aislamiento térmico compuesto de 12 centímetros, en un compartimento sellado con sal fundida para absorber el calor y una carcasa de titanio que podía soportar una presión enorme.
Sonda soviética * Venera-9 * y panorámicas tomadas por ella.
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El rodaje se realizó a través de un grueso cristal de cuarzo, a través de un periscopio lleno de la misma sal fundida, pero al final del trabajo la cámara todavía se calentaba por encima de los 60 ° C y murió. Los panoramas que recibió mostraron a los terrícolas por primera vez la superficie real de Venus, y los científicos finalmente se convencieron de que nada bueno nos espera aquí. Si queremos comprender mejor este mundo feroz, el módulo de aterrizaje necesitará otras soluciones: nueva electrónica resistente al calor o mecánica probada en el tiempo, como el proyecto AREE, construido utilizando las altas tecnologías del pasado.
Pesadilla climática
A Venus se le llama el "gemelo malvado" de la Tierra: una vez fue mucho más tranquilo, con un clima templado e incluso cuerpos de agua. Sin embargo, en algún momento, el efecto invernadero pareció desatarse y en cuestión de millones de años llevó al planeta a su terrible estado actual. Los científicos han estado tratando de imaginar un escenario detallado para este desastre climático durante mucho tiempo.
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Súper rotación de la atmósfera
Prácticamente toda la atmósfera de Venus es un huracán gigante, cuya velocidad supera la velocidad de rotación del planeta. Se cree que su movimiento está impulsado por el Sol: Venus está aproximadamente un tercio más cerca de él que nosotros, pero al mismo tiempo recibe el doble de energía. Sin embargo, los detalles de este mecanismo aún se comprenden poco.
Tormentas y relámpagos
En los dibujos de Venus, el cielo está constantemente plagado de relámpagos. De hecho, en su atmósfera se producen estallidos de actividad frecuentes pero irregulares que suelen estar asociados a los rayos. Sin embargo, nadie ha visto nunca las bengalas. Además, la acumulación de carga y la aparición de relámpagos en sus nubes sulfurosas deberían ocurrir de manera diferente a nuestras nubes de agua.
Rotación retrógrada
Los planetas del sistema solar giran en la misma dirección que la propia estrella. Sólo Venus y Urano exhiben rotación retrógrada inversa. Es posible que el planeta vecino haya llegado a una "posición antinatural" después de la colisión con algún cuerpo celeste masivo. Sería interesante encontrar rastros geológicos de esta colisión.
Huellas de vida
Si Venus era de hecho un mundo bastante cómodo en el pasado, ¿podría aparecer la vida aquí? Posteriormente, cuando el clima del planeta se volvió insoportable, algunos organismos pudieron sobrevivir en las capas superiores, bastante tranquilas, de la atmósfera. Sin embargo, este problema será abordado por futuras sondas atmosféricas y orbitales, y el AREE de reentrada funcionará en la superficie.
Producción de energía
Las partes solares y nocturnas del día de Venus duran 50 horas, lo que puede crear grandes problemas para las sondas alimentadas por paneles solares. El uso de fuentes radiactivas (RTG) a temperaturas locales requiere soluciones técnicas que aún no existen. Pero el huracán no amaina aquí, prometiendo un flujo constante de energía del aerogenerador. AREE utilizará un rotor vertical Savonius resistente a fuertes ráfagas y altas velocidades, cuyo eje pasará por el centro de gravedad del vehículo. Se estima que podrá entregar unos 3,2 Wh: para superar los 100 m, la sonda necesitará 7,9 horas de carga, y podrá moverse en ciclos de 8 horas, pasando en 24 horas hasta 300 m. Si AREE sirve en Venus al menos tres años, podrá viajar hasta 100 km y explorar no solo las llanuras, sino también teselas al norte del monte Sekhmet. Masa estimada del sistema: 30 kg.
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Rotor Savonius, 1929
Sistema de control
Los primeros dispositivos informáticos eran mecánicos y utilizaban complejos sistemas de ruedas dentadas. Alcanzaron su punto máximo durante la Segunda Guerra Mundial, cuando se utilizaron mecanismos simples y confiables en los visores para bombardeos y disparos de artillería. Desde entonces, han sido reemplazados en gran medida por la electrónica de silicio, pero el enfoque en sí puede ser ideal para una sonda espacial extrema. Por ejemplo, cuando una de las pistas choca contra un obstáculo, la transmisión lo "sentirá", lo que lo cambiará automáticamente a marcha atrás, sin requerir los cálculos más complicados, que son realizados por rovers mucho más avanzados. Se supone que incluso los relojes para el funcionamiento de sistemas internos utilizan relojes mecánicos, similares a los antiguos cronómetros de John Harrison, solo que más compactos, precisos y en una caja completamente sellada. Masa estimada del sistema: 46 kg.
Mecanismo de Antikythera, 100 a. C. mi.
Datos y comunicación
La primera forma obvia de almacenamiento analógico y transmisión de datos la ofrecen, por supuesto, los fonógrafos (1877): los datos pueden registrarse en una placa de metal y enviarse en globos a la atmósfera superior, donde pueden ser recogidos por una sonda atmosférica. Sin embargo, se encontró que este enfoque era demasiado complejo, costoso y poco confiable. Lo más probable es que AREE utilice un invento aún más antiguo y almacenará información en forma de una combinación de agujas en la superficie de un cilindro o cinta giratoria, como un órgano de barril. Para transmitirlos a la sonda orbital, se prevé que el dispositivo esté equipado con reflectores de esquina. Al cambiar su posición, AREE permitirá al "socio" en órbita ver una señal binaria y recibir datos, como se hacía en los días del telégrafo y el código Morse, a una velocidad de aproximadamente 1000 bit / s. El peso del sistema se estima tentativamente en 79 kg.
Código Morse, 1838.
Equipo científico
No es difícil realizar mediciones básicas sin utilizar sensores electrónicos. Y en la Tierra, los sismómetros, termómetros, barómetros, anemómetros para medir la velocidad del viento suelen ser mecánicos. El estudio de la composición química de la atmósfera o el polvo permitirá indicadores sólidos, cables que contienen sustancias que unen con precisión las moléculas deseadas y se vuelven frágiles, que pueden ser fácilmente detectadas por un dinamómetro de resorte. Sin embargo, la investigación mineralógica en toda regla seguirá requiriendo tanto electrónica como electricidad para obtener energía. Para ello, se están considerando las posibilidades de colocar pequeños paneles solares y microcircuitos resistentes al calor a bordo de AREE; sin embargo, la carga científica de la misión se resolverá en las próximas etapas de trabajo. Peso estimado: 150 kg.
Termómetro, barómetro, siglos XVI-XVII.
Transmisión y movimiento
AREE originalmente planeó usar dispositivos mecánicos para caminar. Sin embargo, después de consultar con el especialista de renombre mundial en tales sistemas, el artista holandés Theo Jansen, se descubrió que no eran lo suficientemente confiables. El concepto de misión actual se basa en los tanques "en forma de diamante" de la Primera Guerra Mundial, con orugas envueltas alrededor del casco alrededor del perímetro. Se estima que permitirán a AREE superar obstáculos de hasta 1,1 m de altura y volcar cuando se vuelque, sin interferir con la turbina eólica ubicada en el centro. La fuerza sobre las ruedas se puede transferir directamente desde el rotor o el resorte. Peso aproximado del sistema: 327 kg.
Tanque Mark I, 1916.
Almacen de energia
Un acumulador de muelles de material compuesto resistente al calor: su densidad de almacenamiento de energía (aproximadamente 0,75 W / kg) es superior a la de los sistemas gravitacionales con pesos, y su sencillez y fiabilidad es superior a la de los volantes giratorios. Se considera el uso de unidades adicionales para impulsar operaciones que consumen muchos recursos. Entre ellos, un acumulador neumático, que utiliza la presión del aire comprimido en una cámara sellada, y baterías de sales de sodio fundidas. "Si se crean las tecnologías adecuadas en el momento adecuado", añaden los desarrolladores. Peso estimado: 25 kg.
Reloj de primavera, aprox. 1500 años.
Roman Fishman
