Батарейки

популярно о научном

Жарь, дави, души: испытание оборудования для отправки на Венеру

Жарь, дави, души: испытание оборудования для отправки на Венеру

Тяжело представить более враждебную окружающую среду, чем поверхность Венеры. Температуры, приближающиеся к 500 градусам по Цельсию, атмосферное давление, способное раздавить нас, облака из серной кислоты, выпадающие в кислотные осадки, которые сразу же поднимаются вверх, снова превращаясь в облака, и настолько плотная атмосфера, что вам может показаться что вы двигаетесь в воде на глубине в 900 метров - вот что такое поверхность Венеры сегодня.

Установка экстремальных сред в Исследовательском центре Гленна НАСА

Установка экстремальных сред в Исследовательском центре Гленна НАСА

В 1984 году СССР осуществил последнюю из нескольких удачных попыток приземления на Венеру спускаемого аппарата для изучения ее поверхности. Проработав немного, он расплавился через два часа. Со всеми этими обстоятельствами, как бы вы запускали миссию на Венеру, которая бы могла противостоять жестким венерианским условиям и передать научные данные, добытые там, в целости и сохранности к нам на Землю?

Напрашивается очевидное решение - тестирование компонентов и узлов спускаемых на Венеру аппаратов в сходных с венерианскими условиях. В Исследовательском центре НАСА имени Гленна (NASA Glenn Research Center) создали Установку экстремальных сред (GEER), в которой можно создавать среду с такой же температурой, давлением как на Венере, а также с нужной концентрацией различных веществ вроде серной кислоты с точностью до нескольких частиц на миллиард.

Стальная проволочка, побывавшая в камере GEER при венерианских условиях. ДО и ПОСЛЕ

Стальная проволочка, побывавшая в камере GEER при венерианских условиях. ДО и ПОСЛЕ

"Любая миссия, которую вы посылаете, требует функционирующую электронику, связь и источник энергии", - отмечает Роджер Дайсон, ведущий сотрудник Центра Гленна. "Всего лишь несколько лет назад, у нас не было технологии, которая бы позволила выживать оборудованию на поверхности Венеры длительное время. Сегодня же мы сделали ряд заметных продвижений в последние три года, но все это нуждается в проверке."

Установка экстремальных сред (Extreme Environments Rig, GEER) - это самая большая камера такого рода в США. Ее полезный объем составляет 800 литров. В ней можно разогреть что угодно до температуры 1000 градусов по Фаренгейту (около 538 по Цельсию) и сжать до давления в 100 земных атмосфер. В установке можно симулировать атмосферные условия на Венере, от верхних слоев венерианской атмосферы до ее поверхности. Имитируемые условия включают все активные химикаты, о нахождении которых в атмосфере Венеры нам известно, например, фтористый водород (HF) и хлористый водород (HCl), которые могут разрушить материалы, используемые в спускаемых на Венеру аппаратах по мере их приближения к поверхности планеты.

Одно из последних фото поверхности Венеры, сделанное советской автоматической станцией Венера-13 01 марта 1982 года

Одно из последних фото поверхности Венеры, сделанное советской автоматической станцией Венера-13 01 марта 1982 года

"Много аппаратов было потеряно еще на этапе посадки на Венеру, по мере того, как они проникали во все более плотную, горячую и едкую атмосферу планеты," - объясняет Дайсон. "Но, имитируя условия в этой установке, мы можем изучать обнаруженные явления и производить необходимые изменения в конструкции тестируемых в GEER узлов и компонентов.

Цель проекта - постепенно создавать готовые к полету на Венеру компоненты спускаемого аппарата, способные проработать в жестких венерианских условиях хотя бы пять дней, - это программа-минимум, в идеале бы хотелось чтобы системы оставались работоспособными в течение одного года. Эти компоненты включают в себя электронику, системы связи, двигатели, изоляцию, баллоны, паруса, радиаторы, тепловые трубки, сосуды высокого давления, мощные системы сверления, аккумуляторные батареи, системы охлаждения и проч.

Оборудование, собранное из этих компонентов, позволит ответить на множество вопросов. Например, сегодня здесь в Центре Гленна, инженеры создают сейсмометр для изучения вулканической активности чтобы увидеть, почему на Венере не наблюдается тектоника литосферных плит. Вдобавок, установка экстремальных сред может проверить материалы, необходимые для исследования удаленных мест на Земле, таких как вулканы или глубины океанов, где наблюдаются высокие температуры и давления.

Инженер GEER за работой, Исследовательский центр Гленна, Кливленд, Огайо

Инженер GEER за работой, Исследовательский центр Гленна, Кливленд, Огайо

И хотя GEER изначально была создана для тестирования компонентов, предназначенных для работы в условиях Венеры, ей уже находятся и другие применения. У НАСА уже есть очередь из исследователей, кто хочет использовать камеру для исследований различных моделей венерианского грунта, изучать распространение звуковых волн в таких жестких условиях, а также использование лазеров различной длины волны для оснащения будущих спускаемых аппаратов.

"Установка будет использоваться для быстрого получения ответов на вопросы, которые ставят исследователи Венеры, которые накопились за те четверть века, что прошли с момента последней удачной миссии на Венеру," - говорит Дайсон. "Мы будем проводить исследования, основываясь на базовых свойствах планеты и как наши диагностические инструменты работают, чтобы понять физику и химию Венеры."

По словам Дайсона, если вы сможете развить технологии, позволяющие выжить на Венере, то в дальнейшем вы сможете изучать любые небесные тела в Солнечной системе, за исключением ближайших спутников Юпитера, где имеется очень высокая радиация - она на Венере отсутствует.

"Еще одно неоспоримое преимущество нашей установки заключается в том, что она может использоваться и при исследовании планет вне нашей Солнечной системы," - объясняет Дайсон. "Астрономы находят тысячи экзопланет, расположенных в среднем на расстоянии в 20 световых лет от Земли. Если мы захотим отправить к ним автоматические зонды для забора проб, то только в одну сторону они будут лететь сотни лет. Единственный способ удаленного изучения таких планет - это имитация их условий в установках типа GEER, основываясь на данных об их атмосферах и поверхностях, полученных телескопами различных диапазонов. Имея такие данные, мы настроим GEER для имитации условий их атмосфер, чтобы проводить дальнейшие исследования. И, между прочим, часть этих экзопланет очень похожи на Землю - они имеют подобный размер и температуру поверхности."

Одной из основных целей проекта GEER является определение причин, которые привели к тому, что планета-близнец Земли, имевшая когда-то такую же температуру поверхности и водный покров, стала такой горячей и токсичной. Установка экстремальных сред в Исследовательском центре Гленна готова помочь подготовить миссии на Венеру, которые в итоге смогут ответить на эти и множество других вопросов.

Подробнее ознакомиться с проектом можно на сайте GEER.

Источник: сайт НАСА.

Оставьте комментарий!


Комментарий будет опубликован после проверки

     

  

Facebook.

(обязательно)