Венеру в разговорном языке называют “близнецом Земли”, поскольку она имеет сходство с нашей планетой. Неудивительно, однако, что есть много такого, чего ученые не знают о Венере. Между жарким и адским ландшафтом, чрезвычайно плотной атмосферой и облаками серных дождей, практически невозможно исследовать атмосферу и поверхность планеты. Более того, медленное вращение Венеры делает изучение ее «темной стороны» еще более трудным.
Тем не менее эти проблемы породили ряд инновационных концепций для разведки. Одной из них является лаборатория Университета Буффало для аэрокосмических конструкций и гибридов (CRASH), в которой исследователи разрабатывают уникальную концепцию, известную как луч биологического происхождения для экстремальных сред и зональных исследований (BREEZE).
BREEZE — это в основном морфинговый космический корабль, который машет крыльями, подобно тому, как скат взмахивает грудными плавниками, чтобы поддерживать подъем в атмосфере Венеры. Эта концепция является одной из 12 революционных концепций, выбранных НАСА в рамках программы Innovative Advanced Concepts (NIAC), которая финансирует инновационные проекты, находящиеся на ранней стадии разработки.
Почти так же, как скат использует свои большие плавники для легкого плавания, дизайн BREEZE будет эффективно использовать сильные ветра в верхних слоях атмосферы Венеры. Аппарат будет обходить планету каждые четыре-шесть дней и будет полагаться на солнечные батареи для зарядки своих приборов. Это будет происходить каждые два-три дня, пока корабль исследует сторону Венеры, освещенную Солнцем.
BREEZE будет отбирать атмосферные пробы, отслеживать погодные условия, отслеживать вулканическую активность и собирать другие данные об окружающей среде Венеры. Его дизайн сделал бы его особенно подходящим для исследования таинственной темной стороны Венеры. Как пояснил Джавид Баяндор, доцент кафедры механики и аэрокосмической техники и ведущий исследователь проекта:
«Принимая наши сигналы от природы, в частности морские лучи, мы стремимся максимизировать эффективность полета. Конструкция позволит обеспечить пока еще недостижимую степень управляемости для такого космического аппарата, который будет подвержен сильным зональным и меридиональным ветрам на планете.”
Темная сторона Венеры остается чем-то вроде тайны для ученых из-за того, как она переживает такие долгие периоды темноты. Это связано с тем, что период вращения Венеры длиннее ее орбитального периода — то есть требуется чуть более 243 дней, чтобы один раз повернуть вокруг своей оси, и 225 дней, чтобы завершить одну орбиту Солнца. В результате время, необходимое Солнцу для возвращения в то же место на небе (солнечный день), составляет 116,75 земных дня.
Ключевым моментом является уникальная конструкция трансформирующихся крыльев BREEZE, в которой используется внутренняя система натяжения для создания тяги, обеспечения контроля и устойчивости, а также для обеспечения дополнительного подъема и механического сжатия. Все это позволяет контролировать плавучесть, позволяя BREEZE перемещаться по атмосфере Венеры так же, как скат перемещается по воде.
Это особенно важно, поскольку только над плотными облаками Венеры, около 50 км над поверхностью, температура и давление воздуха достаточно стабильны, чтобы исследовательский корабль мог выжить. На самом деле, некоторые ученые даже предположили, что именно на этих высотах можно найти жизнь, скорее всего, в форме экстремофильных организмов, способных жить в горячей и кислой среде (иначе говоря, термоацидофильной).
Эта технология может также позволить выполнять миссии в подводную среду здесь на Земле и в других телах Солнечной системы с плотной атмосферой. Это особенно верно в отношении Титана, самой большой луны Сатурна и единственного другого тела в Солнечной системе, которое имеет плотную, богатую азотом атмосферу (примерно в 1,45 раза толще земной). Здесь также космические агентства ищут долгосрочные миссии, чтобы исследовать экзотическую окружающую среду.
Это также одна из многих вдохновляющих идей, которые были предложены в последние годы для изучения атмосферы Венеры. Другие концепции, такие как летающие беспилотники, разрабатываются базирующейся в Боулдере компанией Black Swift Technologies (совместно с НАСА) и воздушной мобильной платформой Venus (VAMP), которая в настоящее время исследуется Northrop Grumman.
Следующие два десятилетия станут захватывающим временем для освоения космоса. Будь то вдохновленные скатами планеры в атмосфере Венеры, вдохновленные стрекозами дроны в небесах Титана или вдохновленные змеями роботы под поверхностью Марса, есть несколько предложенных миссий, чтобы исследовать экзотическую и таинственную окружающую среду. Большая заслуга в этом достанется дизайнерам и инженерам, которые предлагают свои нестандартные решения.