Tid til å bygge venerat!

Venus har en masse problemer. Temperatur, to ganger høyere enn det som pizza er kokt i noen minutter. Surt regnvær, som regelmessig vaske bort alt som hevder å være fri vilje. Enorme trykket er 90 ganger større enn det som vi er vant til på Jorden. Hvorfor vi ønsker i den tykke av det? Venus blir ofte kalt helvete som det er på grunn av det enorme presset, syre atmosfære og svært høye temperaturer. For å takle enda en av disse forhold er ikke lett, hvis vi noen gang ønsker å utforske Venus. Hva skal man si om alle tre — det var en kortvarig Sovjetiske angrep sendt til Venus, veltalende taus på dette punktet.

Imidlertid på Venus, vil det være mulig… å leve.

Ved første øyekast, denne planeten er overraskende lik Jorden: tyngdekraften er 90% av jorden, og det er bare 30% nærmere Solen enn vi er. Men en nærmere titt avslører en forferdelig forskjell. Hvis Mars har nesten ingen atmosfære, Venus har for mye. Hun er 90 ganger tettere enn jordens, hovedsakelig består av karbondioksid (CO2) og innhyllet i skyer av ren svovelsyre.

Drivhuseffekten i atmosfæren til Venus plukker opp en enorm mengde varme slik at overflaten av Venus vellykket blir det hotteste stedet i solsystemet, ikke telle Solen selv. Når overflatetemperaturen er på 450 grader er nok til å smelte sink, bly og de fleste organiske materialer. Og med det atmosfæriske trykket tilsvarer en kilometer dypt i havet, selv den kjernefysiske ubåten ville bli knust.

Trykket så stort at karbondioksid i seg selv er presses til overflaten og blir en eksotisk som "superkritisk væske" det er verken en gass eller en væske, men besitter egenskaper av begge. På Jorden, superkritisk CO2 representerer et farlig og eksotisk stoff, som er brukt som industrielle løsemidler og sator, men på overflaten av Venus er bokstavelig talt et hav av stoffet.

SOVJET sendte flere prober til Venus på 60-tallet, 70-tallet og 80-tallet av forrige århundre, ikke overraskende, men de fleste av dem klarte å nå overflaten, mange krasjet. De mest vellykkede probe "Venera-13", klarte han å holde ut i mer enn to timer før han bukket under for sterkt trykk og varme. Bildene han sendte viste uvennlig, visne og helt fremmed verden for oss.

Og fortsatt vi kunne leve i skyene denne djevelske planet. 50 kilometer over overflaten på Venus er svært vennlige. Atmosfæren er nok til å gi beskyttelse fra stråling er sammenlignbar med den skjermen som vi får fra atmosfæren på Jorden. Temperatur, merkelig nok, er også nærmer seg en komfortabel — ca 60 grader Celsius. Varmt, Ja, men vår teknologi gjør oss i stand til å kontrollere det. Men hvis du går et par kilometer, temperaturen synker til 30 grader, atmosfæren vil miste beskyttelse mot stråling. Og siden tyngden av Venus er nesten det samme som Jorden kolonistene som bor der i mange år, har ikke sprø bein og svake muskler.

Og selv om overflaten av Venus vil være utilgjengelig for folk, robotene til forskning og utvikle en solid grunn. De kunne kontrollere innbyggerne i cloud city i sanntid fra Jorden er umulig, fordi signalet vil gå 20 minutter.

For Å virkelig forstå planet, må du trekke på henne lander. Modulene kan sjekke den kjemiske sammensetningen av luft og steiner på overflaten, og for å forstå hvordan å se ut som det indre av planeten. Den "Venus-D" var den lander, men perioden av sin misjon ikke overstige tre timer. Den tidligere rekorden på overlevelse på overflaten sette modul Sovjetiske "Venera-13", som landet i 1982. Det varte 127 minutter i en giftig og etsende miljø av Venus.

For å lage en probe som vil leve lengre enn en dag minst — krever holdbar elektronikk som tåler høye temperaturer, eller kjølesystem for sonden, som faktisk vil være i ovnen. Han vil ha for å arbeide uten solcellepaneler, som ikke er effektive på planeten med et evig skygge. Batteriet vil ikke vare lenge, og vil ikke være i stand til å produsere nok energi.

Og ennå på disse problemene jobber og prøver å løse dem.

elektronikk Venus-sonde

Forskere fra research center NASA Glenn som skal bidra til å åpne overflaten av Venus for forskning.

"Med den videre utviklingen av teknologi, slik elektronikk kan forbedre utformingen av den lander for Venus, og oppgave-konseptet, noe som gir oss mulighet til å gjennomføre den første langvarig oppdrag på overflaten av Venus," sa Phil Neudeck, senior elektronikk ingeniør.

Vår moderne teknologi tillater landing moduler for å tåle forholdene på overflaten av Venus bare et par timer. Men et par timer mye forskning arbeid å gjøre, spesielt hvis du sammenligner med kostnaden av oppdraget. Derfor økning i overlevelse av Venus landing modul er en viktig oppgave.

Ved en temperatur på over 460 grader Celsius, Venus er nesten dobbelt så varmt de fleste ovner. Det er varmt nok til å smelte bly. Overflaten press på Venus er 90 ganger høyere enn på Jorden, på grunn av atmosfæriske tetthet.

Første farge bilde av overflaten av Venus

For Å beskytte elektronikken på den forrige nedstigning på Venus, romskip, de ble holdt i spesielle beholdere utformet for å beskytte mot trykk ogtemperatur. Men disse karene legger mye av massen til misjon og gjøre sending av moduler på Venus er svært dyre. Dermed, hvis det er å snakke om studien av Venus, etablering av pålitelige elektronikk blir ganske forbanna viktig.

Laget på Glenn research center har utviklet en halvleder integrert krets basert på silisiumkarbid som er ekstremt pålitelig. To ordningene ble testet i et spesielt kammer designet for nøyaktig gjengivelse av forholdene på Venus. Dette kameraet er kalt GEER (Glenn Ekstreme Miljøer Rig).

Dette er en spesiell 800 liters kammer, som kan gjenskape forholdene på noen objektet i vårt solsystem, kan simulere temperaturen til 500 grader Celsius og et trykk av fra okolofutbolnaya 90 ganger trykket på Jorden. GEER er også i stand til å etterligne den eksotiske atmosfæren og bland gasser i presis proporsjoner. I kammeret kan du blande gasser med en presisjon på flere deler per million. Testene ble vellykket.

"Vi har vist ganske lang-elektrisk drift med en blottet brikke uten kjøling og beskyttende emballasje — i den eksakte fysiske og kjemiske forholdene i atmosfæren på Venus' overflate," sier Neudeck. "Begge ordninger jobbet på tidspunktet for gjennomføring av tester."

Faktisk er disse to ordningene ikke bare jobbet på gjennomføring av tester, men det har stått i forhold til Venus for 521 timer. Dette er 100 ganger lengre enn det som kan vise til tidligere versjoner av elektronikk, designet for oppdrag til Venus.

Samisk ordningen ble opprinnelig designet for bruk under forhold med ekstremt høy temperatur inne i flyet motorer.

"Dette fungerer ikke bare åpner opp potensialet for nye vitenskapelige arbeider på overflaten av Venus og andre planeter, men også kan ha praktisk verdi for jordens elektronikk, for eksempel for bruk i fly motorer for å forbedre ytelsen og redusere utslippene," sa Gary hunter, sjefsdesigner av elektronikk for overflaten av Venus.

Den Ulempen med denne tilnærmingen er at slike chips vil være svakere enn en moderne datamaskin. I henhold til 2014-presentasjon, som ble presentert av Venus Leting Analysis Group NASA, slik elektronikk vil være i kraft sammenlignes med elektronikk av ' 60-tallet. "Vi kommer ikke til å "Pentium, sier hunter. Men hvis du har litt poraskinut hjerner, som kan være nok til å ta bilder og motta data fra sonden, og sende dem inn i en bane på mer avanserte orbital modul.

Målet av forskerne, ifølge hunter, for å få elektronikken til å jobbe tusenvis av timer for å overleve minst ett Venusian dag er 117 ganger lenger enn jorden.

Energy system Venus-sonde

Med hensyn til energi-systemer, Timothy Miller og Michael Paul på Penn state University foreslo bruk av Stirling motor.

The Stirling Motor starter med en fungerende væske inne i kuldekammeret (kaldt betyr at temperaturen er lavere, men ikke ganske lave). Væsken er komprimert med stempelet og flytter det andre kammeret, hvor det er oppvarmet. Den oppvarmede væsken utvider seg, å flytte det andre stempelet forbundet med det første hjulet eller spak. Så snart det andre stempelet beveger seg, det presser væske tilbake til den kalde enden der det er nedkjølt, og syklusen begynner på nytt. Mens det er en varmekilde, motoren fortsetter å kjøre. I dag, Stirling motorer er brukt i kjøleanlegg og til og med på ubåter.

Den teknologien som eksisterer siden 1816, det ble oppfunnet av den Skotske presten Robert Stirling. Miller og Paulus tenker at denne gamle ideen kan brukes for romfartøy i fremtiden, og skrev om det i tidsskriftet Acta Astronautica. NASA har allerede finansiert første test.

The Stirling Motor, Miller sier, kan gi nok energi til å kjøle elektronikk og gi elektrisitet verktøy, slik at de kan operere lenger enn batterier. De arbeider væske er sannsynlig å være helium, fordi det er mer effektivt overfører varme enn andre gasser og reagerer ikke.

Men energi er ikke begrenset til: Stirling-motoren trenger drivstoff. Miller og hans team bodde på litium, som kan brenne i den atmosfære av karbondioksid og nitrogen. (Nitrogen utgjør 4% av luften av Venus). Også litium smelter på 180 grader, noe som gjør det til en effektiv flytende drivstoff på Venus.

Dette reduserer vekten av romfartøyet ved lanseringen — alt du trenger er å ta litium. 50 pounds i kombinasjon med motor og drivstoff oppsett kan gi sonde med energi for to dager, i samsvar med studier av Miller.

Motoren må være konfigurert som en enkelt-stempelet system, kald side og varme på den andre; stempelet vil presse dynamo frem og tilbake, generere elektrisitet. Miller team gjorde noen tester på 4-5 atmosfærer; trenger ekstra støtte til å gjennomføre tester i forhold nær Venus.

- Beskyttelse fra svovelsyre

For å Beskytte våre probe fra svovelsyre enda enklere. Denne løsningen ble sjekket av våre landsmenn — og du har anledning til å bruke det på kjøkkenet. I 1985, den Sovjetiske oppgave VEGA gikk i bane rundt Venus mot Halley er comet. VEGA tok to ballonger i Venusian atmosfære, flytende i atmosfæren bare på det nivået vi snakker om, for to dager. Det ytre laget av disse ballene var enkel Teflon. Teflon gir absolutt beskyttelsefra svovelsyre. Dette er selvsagt ikke den eneste lag av beskyttelse, men sikkert minst av sine problemer.

I fremtiden, svovelsyre kan brytes ned til vann, oksygen og svovel og brukes ved behov av fremtidige kolonister, som vil være i stand til å bo i skyene på ballonger og administrere fra det, som engler, terrestriske roboter.

Hvis vi snakker om den totale suksessen til den lander på Venus, fremdeles en rekke andre problemer. Alt utstyret er der for å arbeide, sensorer, øvelser, og atmosfærisk samplere må oppleve termisk ekspansjon på grunn av eksponering for ekstremt høye temperaturer. Slitesterk ny design vil være nødvendig i mange tilfeller.

Utforskningen av Venus vil kreve NASA for å utvikle nye teknologier, men de vil være mye mindre enn på Mars. Vi vet ikke mye om Venus, fordi de fleste av våre studier av Venus fant sted i begynnelsen av romkappløpet. Teknologien vår har blitt bedre, og vi trakk sin oppmerksomhet til andre planeter, spesielt til Mars. I løpet av de siste tiårene har Mars vært besøkt av dusinvis av prober, og Venus er for det meste ignorert. Vi vet ikke noe, ikke bare om utviklingen av Venus, men som en tykk atmosfære av karbondioksid har ført til en alvorlig drivhuseffekten. Og dette er viktig, gitt det faktum at vi fortsetter å brenne fossilt brensel på Jorden.