41

Wenus? Nie ma takiej planety Wenus… – czy NASA weźmie się na poważnie za naszą sąsiadkę?

Wenus, pomimo podobnej do Ziemi wielkości, budowy geologicznej oraz położenia wewnątrz ekosfery naszego układu planetarnego nie jest najprzyjemniejszym miejscem do zdobywania. Tolkienowski Mordor to przy niej kurort wypoczynkowy dla emerytów: efekt cieplarniany, ponad 400 °C przy powierzchni, deszcze i chmury z kwasu siarkowego czy ciśnienie przekraczające 90 atmosfer powoduje, że nawet sondy i roboty mają tam generalnie przechlapane.

Zapomniana planeta

Mimo wszystko to, że po dość intensywnych badaniach planety w latach 70 i 80-tych poprzedniego wieku stracono prawie zupełnie zainteresowanie naszą najbliższą sąsiadką, jest niezrozumiałe. Właściwie po tym, gdy misja Magellan zmapowała całą jej powierzchnię, jakiekolwiek badania tej planety są robione jedynie przy okazji.

Dość powiedzieć, że jedynie europejska ESA ma na koncie skromną misję sondy „Venus Express”, a japońska JAXA borykającą się ciągle z problemami technicznymi misję sondy „Aktsuki”. Ostatnie lądowanie na powierzchni planety miało miejsce 35 lat temu, gdy przez 56 minut popracował na niej lądownik z radzieckiej misji Vega-2. Na szczęście pojawiają się oznaki tego, że naukowa pauza dotycząca tej planety powoli się kończy.

Wyzwania przed konstruktorami

Nie oznacza to niestety, że ponowne lądowanie na Wenus nastąpi już niedługo. Niekorzystne warunki panujące na i nad powierzchnią tej planety powodują, że pojazd, który miałby ją badać, musi być znaczenie bardziej odporny, od tych które wysyłamy na przykład na Marsa. Dotychczas najdłużej działającym urządzeniem które wylądowało na jej powierzchni, była radziecka Venera-13, która przetrwała… 127 minut. Przy 15 latach działania marsjańskiego łazika Opportunity wypada to katastrofalnie i pokazuje skalę trudności, jaka stoi przed badaczami Wenus.

NASA do tego zagadnienia powróciła, na razie teoretycznie, już jakiś czas temu. Rozpoczęto prace nad AREE (Automaton Rover for Extreme Enviroments), czyli mechanicznie napędzanym łazikiem, który dzięki wywaleniu elektroniki, powinien przetrwać na powierzchni Wenus dłuższy okres. Pojazd byłby napędzany turbiną wiatrową, która magazynowałaby energię przy pomocy systemu sprężyn, podobnie jak ma to miejsce w tradycyjnych, nakręcanych zegarkach.

Konkursy, konkursy…

Agencja w podobny sposób chciała podejść do systemu sterowania pojazdem. Szukając inspiracji, zdecydowała się jakiś czas temu rozpisać konkurs o poetycko brzmiącej nazwie „Exploring Hell: Avoiding Obstacles on a Clockwork Rover”, który postawił przed uczestnikami następujące zadanie:

„Korzystając z antycznych technik i nowoczesnego materiałoznawstwa, zaprojektuj mechaniczny czujnik unikania przeszkód do stosowania na nietypowym łaziku planetarnym”

Prace projektowe przeszły najśmielsze oczekiwania NASA, ciekawych rozwiązań było tak dużo, że zdecydowano się nagrodzić nie trzy, ale aż pięć projektów, a kilka innych uhonorować wyróżnieniami.

Im prościej, tym lepiej…

Zwycięzcą okazał się egipski architekt i projektant Youseef Ghali, którego projekt o nazwie „Venus Feelers” używa trójkołowych elementów jezdnych, połączonych z pojazdem szeregiem przekładni, rolek itp., których odchylenie względem położenia neutralnego wyznacza czy przeszkoda jest warta sforsowania. System zaprojektowano tak, by minimalna ilość elementów była wystawiona na bezpośrednie działanie środowiska zewnętrznego, dzięki czemu całość powinna być niezawodna, a jednocześnie wystarczająco precyzyjna.

Drugą nagrodę otrzymał nie mniej ciekawy, choć wydaje się, że bardziej narażony na uszkodzenia „Skid n’ Bump” z Team Rovetronics. System wykorzystuje do wykrywania przeszkód metalowe „sondy” połączone z czymś w rodzaju przekładni automatycznej. Firma zaprezentowała też uproszczony model łazika, który pokazuje w praktyce zasadę jego działania. Wydaje się jednak, że to właśnie duże skomplikowanie całej konstrukcji spowodowało, że przegrał z „Venus Feelers”.

Trzecie miejsce przypadło Australijczykowi Callumowu Heronowi, którego projekt powinien dawać najbardziej precyzyjne pomiary powierzchni, ale kosztem dużo większej delikatności i skomplikowania całej konstrukcji, opartej na kilkunastu, niewielkich mechanicznych „sensorach”. Dwie dodatkowe nagrody przypadły łotewskiemu KOB ART za najlepiej wykonany prototyp oraz Matthew Reynoldsowi za najbardziej innowacyjny projekt „ECHOS”. Wyróżnione też dodatkowo 10 kolejnych pracy, wszystkie projekty możecie zobaczyć tutaj.

Co dalej?

NASA będzie teraz próbowała wykorzystać konkursowe projekty i dopracować oparte na nich rozwiązania tak, żeby AREE faktycznie miał szansę przetrwać przejażdżkę po powierzchni tej niegościnnej planety. Cały czas pozostaje jeszcze do rozwiązania kwestia sensorów pomiarowych i komunikacyjnych, w których elektroniki uniknąć nie sposób. Być może ograniczenie jej zastosowania do minimum, pozwoli zastosować tam gdzie jest niezbędna na tyle mocne środki ochronne, że pozwolą jej przetrwać dłuższy czas.

Może się też okazać, że mimo wszystko efektyniej będzie zastosować krócej pracujące, ale naszpikowane elektronikąklasyczne lądowniki i AREE nie znajdzie w ogóle zastosowania w praktyce. Czas pokaże, dobrze w każdym razie, że badanie tej niezwykłej, a jednoczesnie najmniej poznanej planety znowu są „na rozkładzie jazdy”. Choćby historia zmian klimatycznych Wenus może okazać się pomocna w zrozumieniu procesów, które zachodzą dziś na Ziemi.

Odwiedziny? Nie tak prędko…

Pomimo tego, że podróż w okolice Wenus jest najprostsza i najkrótsza (jakieś 3 miesiące), nigdy nie zrealizowaliśmy planów załogowego lotu w jej okolice. Na chwilę obecną nawet plany misji bezzałogowych są niezbyt sprecyzowane. Planowana początkowo na 2016 r. wysyłka rosyjskiej sondy Wenera-D została przełożona na 2026 r., ale biorąc pod uwagę rosyjskie problemy gospodarcze, należy powątpiewać, czy uda się dotrzymać tego terminu. Drugim projektem, będącym we wstępnym stadium realizacji, jest przewidywana na 2023 r. hinduska misja Shukrayaan-1.

Jest więc całkiem możliwe, że najwcześniej zjawi się w okolicy Wenus… człowiek lecący na Marsa. Naukowcy już jakiś czas temu wyliczyli, że dzięki wykorzystaniu asysty grawitacyjnej tej planety, można zaoszczędzić sporą ilość paliwa i czasu w drodze na Czerwoną Planetę. Zwiększa się też ilość okien startowych pozwalających na misję tego typu. Być może też przy okazji bezzałogowych lotów testowych na Czerwoną Planetę uda się przeprowadzić jakieś dodatkowe misje na Wenus? Kto wie, w każdym razie miejmy nadzieję, że i nasza piekielna sąsiadka skorzysta na obecnym przyśpieszeniu w dziedzinie eksploracji kosmosu. Nie wiem, czy doprowadzi to kiedykolwiek do powstania fantastycznych latających miast, ale z pewnością bliższe poznanie procesów zachodzących na Wenus nam nie zaszkodzi.

Źródła: [1], [2], [3], [4], [5]