Tid for å bygge venerohod!

Venus har en masse problemer. Temperatur, til det dobbelte der pizza er tilberedt i et par minutter. Sur nedbør, jevnlig vasker bort alt som later til å ytre seg. Mye av trykket er 90 ganger større enn hva vi er vant til på jorden. Hvorfor har vi så ønsker i dette helvete? Venus blir ofte referert til hell da det er på grunn av det enorme trykk, syre atmosfære og ekstremt høye temperaturer. Selv takle en av disse forholdene er allerede vanskelig, hvis vi noen gang lære Venus. Hva kan jeg si om alle tre - lenge levd sovjetiske sonder sendt til Venus, er veltalende stille på dette punktet.

Men på Venus kan være ... å leve.

Tid for å bygge venerohod!

Ved første øyekast, er dette planet 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 atmosfæren på Mars er nesten der, er Venus for mye. Det er 90 ganger mer tett jord, består hovedsakelig av karbondioksid (CO2) og innhyllet skyer ren svovelsyre.

Drivhuseffekten av Venus 'atmosfære fanger en enorm mengde av solvarme, noe som gjør overflaten av Venus vellykket blir det hotteste stedet i solsystemet med unntak av solen selv. Når en overflatetemperatur på 450 grader som er nok til å smelte sink, bly og de fleste organiske materialer. Og sammen med det atmosfæriske trykket, tilsvarende kilometer dybde i sjøen, og med en atomubåt skal bli knust.

Trykket er så stor at karbondioksid blir presset inn i overflaten selv og får eksotiske tilstand "superkritisk fluid", som er verken gass eller væske, men har egenskapene til begge. På jorden, er superkritisk CO2 eksotiske og farlig stoff, som blir brukt som et industrielt oppløsningsmiddel og varmebehandling, - og på overflaten av Venus bokstavelig hav denne substans. Sovjetunionen sendte flere sonder til Venus på 60-, 70- og 80-tallet av forrige århundre; det er ikke overraskende, men de fleste av dem kunne ikke komme til overflaten, mange var ødelagt. De mest vellykkede var sonden "Venera-13", klarte han å holde ut i mer enn to timer før også han falt for den intense trykk og varme. Bilder som han postet viste uvennlig, visnet og helt fremmed for vår verden.

Tid for å bygge venerohod!

Og likevel vi kunne leve i skyene denne djevelske planeten. 50 kilometer over overflaten av Venus er svært vennlige. I dette tilfellet, er tilstrekkelig til å gi beskyttelse mot stråling, kan sammenlignes med den skjermen, som vi får fra atmosfæren på jorda atmosfæren. Temperatur, merkelig nok, er også nær komfortabel - 60 grader Celsius. Hot, ja, men vår teknologi kan takle det. Og hvis du går opp et annet par kilometer, vil temperaturen synke til 30 grader, atmosfæren vil ikke miste i strålevern. Og siden Venus er nesten det samme tyngdekraft som jorden, gjorde kolonistene som bor der i mange år, ikke erverve benskjørhet og svake muskler.

Selv om overflaten av Venus vil være utilgjengelige for folk, kan roboter utforske og utvikle fast grunn. De kunne kontrollere innbyggerne i skyen byen i sanntid - fra jorden for å gjøre det er umulig, fordi signalet vil gå 20 minutter.

For virkelig å forstå planeten, er det nødvendig å trekke den lander. Moduler kan sjekke den kjemiske sammensetningen av luften og steinene på overflaten og se utseendet på indre av planeten. I "Venus-D" var et landingsfartøy, men den perioden av sitt oppdrag ikke overstiger tre timer. Den forrige rekorden for å overleve på overflaten av Sovjetunionen satte modulen "Venera-13", som landet i 1982. Det har eksistert i 127 minutter i en giftig og etsende miljø av Venus. For å gjøre sonden, noe som vil leve lenger - minst en dag - krever en solid elektronikk som kan motstå høye temperaturer, eller kjølesystemet til sonden, som er, i virkeligheten, er i ovnen. Han må jobbe uten solcellepaneler, som ikke er veldig effektiv på planeten med en evig skygge. Batteri ikke vare lenge, og vil ikke generere nok energi.

Fortsatt arbeider på disse problemene og prøve å løse dem.

Electronics Venus probe

Forskere fra Glenn Research Center ved NASA viste en elektronisk krets, som skal bidra til å åpne opp overflaten av Venus forskning.

"Med den videre utviklingen av teknologier, kan slike elektronikk forbedre utformingen av landings oppdrag til Venus og konsepter, slik at vi kan gjennomføre den første langsiktige oppdrag på overflaten av Venus," sier Phil Neudeck, en ledende elektronikkingeniør.

Våre moderne teknologi gjør at lander for å tåle forholdene på overflaten av Venus er bare noen få timer. Men et par timer med mye vitenskapelig arbeid ikke er gjort, spesielt i forhold til kostnaden av oppdraget. Derfor øker overlevelsen av frøplanter Venus modul - en viktig oppgave.

Ved en temperatur på 460 grader Celsius, Venus er nesten dobbelt så varmt som de fleste ovner. Det er varmt nok til å smelte bly. I dette tilfellet er det overflatetrykk på Venus er 90 ganger høyere enn i verden på grunn av tettheten av atmosfæren.

Tid for å bygge venerohod!

Den første fargebilde av overflaten Venus

For å beskytte elektronikken i det foregående apparat er senket til Venus, ble de holdt i spesielle fartøy konstruert for beskyttelse av trykk og temperatur. Men disse fartøyene legge mye vekt på oppdraget og gjøre å sende modulen til Venus er svært kostbart. Dermed, hvis vi snakker om studiet av Venus, for å skape en pålitelig elektronikk blir jævla viktig. Kommandoen i Glenn Research Center har utviklet en halvleder integrerte kretser basert på silisiumkarbid, som er svært pålitelig. To ordningene ble testet i et særskilt kammer som er konstruert for nøyaktig reproduksjon forhold på Venus. Dette kameraet er kalt GEER (Glenn ekstreme miljøer Rig).

Dette er et spesielt 800-liters kammer som kan gjenskape de vilkår på en hvilken som helst gjenstand i vårt solenergi system, kan det simulere temperaturen til 500 grader Celsius og et trykk på okolovakuumnogo opptil 90 ganger større enn trykket på jorden. GEER kan også simulere eksotiske atmosfæren og blandede gasser i de nøyaktige mengdeforhold. Kammeret kan være blandet med gasser opp til noen få deler pr million. Testene var vellykket.

"Vi har vist en forholdsvis lang elektrisk drift med bare chips - uten kjøling og beskyttende innpakking - i de nøyaktige fysikalske og kjemiske forhold i atmosfæren på overflaten av Venus", sa Neudeck. "Begge ordningene jobbet ved slutten av testen."

Tid for å bygge venerohod!

Faktisk er disse to ordningene ikke bare jobbe med gjennomføringen av rettssaken, men også ganske vedvarende Venus forholdene for 521 timer. Det er 100 ganger lengre enn tidligere versjoner kunne vise elektronikk, designet for oppdrag til Venus.

Sami Ordningene ble opprinnelig utviklet for bruk i ekstremt høye temperaturer inne flymotorer.

"Dette arbeidet ikke bare åpner opp potensialet for nye forskningsrapporter på overflaten av Venus og andre planeter, men også kan ha praktisk betydning for jordens elektronikk, for eksempel til bruk i flymotorer for å forbedre ytelsen og redusere utslipp", sier Gary Hunter, sjef elektronikk utvikler seg til overflaten av Venus.

En ulempe med denne tilnærmingen er at slike brikker vil være svakere enn den moderne datamaskin. Ifølge presentasjonen i 2014, som introduserte Venus Exploration Analysis Group ved NASAs vil slike elektronikk drive sammenlignes med elektronikken 60. "Vi er heldige ikke å" Pentium "Hunter sier. Men hvis litt poraskinut hjerner, som kan være nok til å ta bilder og motta data fra sonden og overføre dem i bane, på et mer avansert Orbiter. Målet for forskerne, ifølge Hunter, få elektronikken til å jobbe tusenvis av timer - for å gå gjennom minst én Venus 'dag, noe som er 117 ganger lengre enn jorden.

Power Systems Venus sonde

Med hensyn til energisystemer, Timothy Miller og Michael Paul fra Pennsylvania State University, foreslo bruk av Stirling motoren.

Tid for å bygge venerohod!

Stirling-motoren begynner med arbeidsmediet i den "kalde" kammer (kald innebærer at temperaturen er lavere, men ikke helt lav). Fluid komprimeres av stempelet og beveger seg inn i det andre kammer hvor det oppvarmes. Den oppvarmede væske blir ekspandert ved å bevege det andre stempel forbundet med den første via et hjul eller spak. Så snart det andre stempel beveger seg, skyver den væske tilbake til den kalde del hvor kjøler, og syklusen begynner på nytt. Så lenge det er en varmekilde, fortsetter motoren å kjøre. Dagens Stirling motorer brukes i kjøleanlegg, og selv på ubåter.

Teknologien har eksistert siden 1816, det oppfunnet en skotsk prest Robert Stirling. Miller og Paul tror at denne gamle ideen kan brukes for fremtidige romfartøy, og skrev om det i tidsskriftet Acta Astronautica. NASA har finansiert den første testen.

Stirling motor, Miller sier, kan gi nok energi til å kjøle elektronikk og verktøy gi elektrisitet, slik at de kan arbeide lenger enn batterier. Arbeidsfluid er sannsynlig å være helium fordi det mer effektivt overfører varmen i sammenligning med andre gasser som ikke er reagert.

Men all den samme energien er ikke begrenset til: Stirling motoren trenger drivstoff. Miller og lagets stoppet på litium som kan brenne i en atmosfære av karbondioksyd og nitrogen. (Nitrogen 4% Venus luft). Litium smelter også ved 180 grader, noe som gjør det effektivt for flytende brennstoff på Venus. Dette reduserer sonden ved lansering vekt - alt som er nødvendig er å ta med litium. 50 kg i kombinasjon med motor og installasjon av brennstoff sonde kan gi strøm til to dager, i henhold til Miller forskning.

Motoren må være utformet som et enkelt stempel system, kaldt på den ene siden og varme på den annen; vil stemplet skyve dynamoen og tilbake, som produserer elektrisitet. Miller team gjennomført en liten test på 4-5 atmosfærer; Vi trenger ytterligere finansiering for å gjennomføre tester under forhold nær Venus.

Beskyttelse av svovelsyre

Beskytte våre probe svovelsyre enda enklere. Denne løsningen har blitt testet av våre landsmenn - og du har den ære å bruke den på kjøkkenet. I 1985, den sovjetiske misjon "Vega" spredt rundt Venus på vei til kometen Halley. "Vega" har brakt to baller inn i atmosfæren til Venus, som fløt i atmosfæren bare på det nivået vi snakker om, for to dager. Det ytre laget av disse boblene var en enkel teflon. Teflon gir absolutt beskyttelse mot svovelsyre. Selvfølgelig, dette vil ikke være den eneste lag av beskyttelse, men sikkert minst av problemene.

Deretter svovelsyren kan bli spaltet til vann, oksygen og svovel, og anvendes for å dekke behovene til fremtidige koloni som kan holde i skyene i ballongene og styrer denne, som guder, terrestriske roboter.

Tid for å bygge venerohod!

Når det gjelder den totale suksessen til lander på Venus, er det fortsatt mange andre problemer. Alt utstyr som må arbeide der, må sensorene, borekroner og atmosfæriske prøvetakere oppleve termisk ekspansjon på grunn av eksponering for ekstremt høye temperaturer. Robuste nye design vil være nødvendig i mange tilfeller. En studie av Venus vil kreve NASA for å utvikle ny teknologi, 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. Vår teknologi har blitt bedre, og vi vendte sin oppmerksomhet til andre planeter, spesielt Mars. I løpet av de siste tiårene, har Mars besøkt et dusin sonder, og Venus for det meste ignorert. Vi vet ikke, ikke bare hvordan Venus utviklet seg, men også som en tykk atmosfære ført til alvorlige klimaeffekten av karbondioksid. Og dette er viktig, gitt det faktum at vi fortsetter å brenne fossilt brensel på jorden.